三电平变频器控制策略的仿真研究

论文采用了一种新型的电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并方便地实现了对中点电位平衡的控制。此外,论文还采用了死区控制和最小脉宽限制对实际器件进行仿真。     

煤层气开采用游梁式抽水机静止无功发生器设计

针对应用于煤层气开采领域的游梁式抽水机配电网功率因数偏低且谐波含量较大导致的供电质量问题,进行了三电平静止无功补偿技术的研究。在分析了配电网无功、谐波产生原因的基础上,设计了基于二极管箝位型三电平逆变器的静止无功发生器拓扑结构和电压电流双闭环控制策略,简化了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,同时搭建了试验样机并应用于山西晋煤集团蓝焰煤层气公司生产现场。实践结果表明,电网平均功率因素提高到0.99,所设计的三电平静止无功发生器可有效提高游梁式抽水机配电网功率因数,同时有效降低配电网电流谐波含量,从而提高了配电网的供电质量。     

三电平矿用异步电机DTC优化方法的研究

在建立矿用异步电机数学模型,研究三电平逆变器空间电压矢量和分析异步电机直接转矩控制(DTC)原理的基础上,针对三电平矿用异步电机DTC系统中点电位不平衡的问题,提出了优化固定合成矢量序列的方法,并通过MATLAB/Simulink进行仿真。仿真结果表明,采用该优化方法既可以有效地控制中点电位平衡,也可以使系统保持良好的运行性能。     

三电平逆变器静态直流输出时中点控制方法

二极管箝位型三电平逆变拓扑在高压变频系统中得到了广泛的重视,但其存在中点电位不平衡的问题。重点分析了三电平逆变器在作静态直流输出时出现中点电位不平衡的原因,并提出了大矢量和小矢量分时调制的方法。该方法使中点电位得到控制的同时,提高了参数辨识中直流试验对输出电压的重构的准确性。最后用实验验证了该方法的有效性。     

基于SVPWM算法的三电平有源电力滤波器的电压空间矢量调制策略

针对煤矿电网谐波问题,提出利用有源滤波的方式来实现抑制谐波。研究的对象是三相三线制并联型有源滤波器,采用三电平的方式还可以提高负载容量,达到对大容量谐波源的治理要求。基于SVPWM算法的三电平电压空间矢量调制策略,将三电平转化为两电平,简化计算,并且对直流侧中点电位的波动进行分析。最后用MATLAB仿真,达到了预期的效果。     

基于中点箝位逆变器的无速度传感器矢量控制技术

针对有速度传感器矢量控制系统成本较高,受工作环境影响较大的特点,结合矿山机车的特性提出一种中点箝位逆变器无速度传感器矢量控制技术。该技术可简化调速系统硬件结构,从而降低了成本。通过对中点箝位式三电平逆变器的中点电位平衡的研究,经仿真实验证明:无速度传感器矢量控制系统波形良好,过渡过程短暂,动态性能较好,转速误差稳定在4 r/min以内,能满足控制要求。     

三电平四桥臂有源滤波器在煤矿电网的应用

针对煤矿电网电能质量低的问题,提出一种电流谐波补偿装置,即三电平四桥臂有源滤波器,在传统两电平四桥臂空间矢量调制算法基础上,采用将复杂三电平四桥臂空间矢量控制问题简化分解成基准电平状态选择和两电平四桥臂空间矢量控制2个部分进行设计的方法。针对煤炭电网中需要对指定次数谐波电流补偿的情况,研究了基于分频控制思想的有源滤波器控制策略;并通过仿真和试验进行了验证,以五次谐波为例,经过三电平四桥臂有源滤波器进行补偿后,五次谐波含量下降约70%,证明了三电平四桥臂滤波器在矿井谐波补偿方面的可行性和优越性。     

基于Matlab的DSTATCOM仿真研究

给出了配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的拓扑结构和数学模型,阐述了基于瞬时无功功率理论的单相电流谐波和无功电流检测原理,采用三角波的比较方式获得PWM控制信号的控制策略。通过Simulink环境下建立了DSTATCOM仿真模型,在感性负载情况下进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和有效性。     

基于三电平全功率变流器的直驱式永磁风电并网控制技术

为提高基于大容量直驱式永磁同步风力发电系统的大功率风电并网的可靠性,设计了风电并网三电平全功率变流器。主要是利用传统并网控制技术即基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,采用双PWM控制技术对三电平全功率变流器进行控制,以实现对有功和无功的解耦控制。运用Matlab/Simulink仿真软件进行风电并网系统仿真,仿真结果表明:三电平全功率变流器可有效改善风电大功率并网质量。     

矿用三电平逆变器空间矢量脉宽调制算法实现

为了实现煤矿大功率传动装置的节能改造和软启动,并进一步改善煤矿井下所需要的三电平逆变器的性能.在传统两电平PWM技术的研究经验、现有数字化空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及实现方法的基础上,提出了用矢量旋转的方式将三电平SVPWM转换成两电平SVPWM的控制策略.在进行详细理论分析的基础上,通过MATLAB仿真和实际电路的制作和调试,分析有关波形可知:上述控制策略不仅可以简化控制器设计的原理和实现方法,而且使样机具有对器件耐压要求低、输出谐波含量低和控制性能好的优点,从而大幅改善了煤矿井下三电平逆变器的性能.     

基于SVPWM的三电平逆变器控制策略研究

分析了三电平空间电压矢量调制基本原理,给出空间电压矢量(SVPWM)算法及小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用顺序和开关信写的产生方法。探讨了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因索,并推导出各合成电压矢量的作用时间、通过仿真验证了文中分析过程的正确性、结果验证了本算法的有效性。并讨论了该逆变器实际应用的若干问题。     

三电平SVPWM控制算法及控制策略的研究

分析了三电平空间矢量调制的基本原理,详尽介绍了三电平逆变器的SVPWM算法;在此基础上提出了双滞环的控制策略,并对此作出了具体的阐述,最后给出了用Matlab仿真结果,证明三电平逆变器的优点和可行性。     

矿用6kV大功率静止同步补偿器的研究

提出了应用于煤矿地面6 kV变电站的静止同步补偿器的设计方案,该补偿器采用H桥级联主电路结构,该结构能够使补偿器省去耦合变压器,通过连接电抗器直接并入电网。采用CPS-SPWM调制方式,能够在保证输出电压波形质量的前提下降低补偿器的开关频率。设计了基于正序检波器的p-q补偿电流检测法和前馈解耦控制策略的控制系统能快速、准确地对无功功率进行补偿。最后通过建立仿真模型验证补偿器设计方案的正确性和可行性。     

级联型多电平变换器调速系统矢量控制的研究

在对基于载波相移技术级联型多电平变换器电路拓扑的工作原理和控制策略分析的基础上,将转差频率矢量控制引入了对异步感应电机的高精度控制,通过坐标变换将异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型转化为两相旋转坐标系上的数学模型,将定子电流矢量分解为励磁和转矩2个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,通过仿真验证了基于载波相移技术的级联多电平变流器调速系统矢量控制的可行性。     

三电平空间矢量脉宽调制的简化算法

在传统三电平空间矢量脉宽调制算法中,计算各基本矢量的占空比常常涉及到三角函数或查表计算,计算比较复杂,从而耗费大量的控制器资源。鉴于此,提出了一种三电平空间矢量脉宽调制的简化算法,它以两电平空间矢量脉宽调制简化算法为基础,运用到原有的将三电平空间矢量图划分为6个小的正六边形的算法中,使原有的调制算法得到了简化。仿真结果验证了此简化算法的准确性和可行性。     

基于三电平SVPWM的PMSM闭环矢量控制系统

在成熟的两电平SVPWM算法基础上,推导了三电平SVPWM矢量分解算法。该算法将三电平空间矢量图划分为6个四边形,每个四边形即为一个扇区。对电压矢量进行修正,将三电平空间矢量转化为两电平空间矢量。进而利用成熟的两电平SVPWM算法求解出三电平SVPWM算法。最后在Simulink内搭建了永磁同步电机的双闭矢量控制系统环仿真模型,仿真结果表明该算法是正确的,控制系统的响应速度快,且具有较好的抗干扰性和动态跟随性。     

基于三电平SVPWM的PMSM闭环矢量控制系统

在成熟的两电平SVPWM算法基础上,推导了三电平SVPWM矢量分解算法。该算法将三电平空间矢量图划分为6个四边形,每个四边形即为一个扇区。对电压矢量进行修正,将三电平空间矢量转化为两电平空间矢量。进而利用成熟的两电平SVPWM算法求解出三电平SVPWM算法。最后在Simulink内搭建了永磁同步电机的双闭矢量控制系统环仿真模型,仿真结果表明该算法是正确的,控制系统的响应速度快,且具有较好的抗干扰性和动态跟随性。     

一种矿用1140 V三电平变频器的设计

针对目前煤矿采用两电平拓扑的1 140 V变频器存在的问题,提出一种矿用1 140 V的三电平变频器,它具有成本低、体积小、输出指标好等优点。着重对三电平拓扑的中点电位平衡问题从控制算法上进行了研究,阐明了该矿用1 140 V三电平变频器对比两电平变频器的优点。     

基于dSPACE-DWO模块的虚拟电网磁链定向三电平整流器研究

dSPACE因为与MATLAB/Simulink的无缝接口,极大地缩短了算法验证的周期。从dSPACE底层DWO语言出发,编写DWO模块与对应的s-function文件,扩充了dSPACE的DS5101板卡Lib中的脉冲触发模块,使其能触发最多16路脉冲。通过FPGA对输出脉冲进行后续死区和窄脉冲处理,实现了dSPACE验证三电平算法的能力。基于虚拟电网磁链定向的三电平PWM整流器矢量控制策略,使用扩充DWO模块在双三电平变频器系统中进行了实验验证研究。实验结果表明,基于扩充DWO模块的dSPACE平台可以替代DSP+FPGA控制方法,极大地提高了算法验证速度和准确性。     

新型三电平抑制共模电压调制策略

传统的三电平空间矢量调制会产生较高的共模电压,对变频调速设备产生共模干扰.通过改变扇区的划分方法提出了一种新的抑制共模电压空间矢量调制策略。通过仿真验证了算法的正确性,对研究抑制三电平变频调速系统的共模干扰有一定的参考阶值。