非正交三维坐标系下多电平空间矢量调制策略

脉冲宽度调制是三相四线制多电平变流器控制的难点,脉冲宽度调制策略将直接影响零序分量输出控制的优劣,传统三维空间矢量调制策略在电压零序分量控制和算法复杂度两个方面很难取得良好的平衡。提出一种非正交三维坐标系下的空间矢量调制策略。该方法通过建立一种三维非正交坐标系,将传统正交三维空间坐标系下的三角函数运算简化为简单的代数运算,在降低三维空间矢量调制算法复杂性的同时保留对于零序分量的独立控制。另外,针对多电平变流器固有中点电位不平衡问题提出一种简单的控制策略。仿真分析和实验结果验证了所提出的非正交三维坐标系下的调制策略的正确性及有效性。     

非正交坐标系下NPC三电平逆变器控制方法

对于二极管钳位式三电平逆变器,采用传统的空间矢量脉宽调制方法在大扇区判断、小三角形判断和矢量作用时间等方面需进行大量的三角函数运算,这大大增加了控制器的计算量.研究了一种非正弦坐标系的空间脉宽调制方法,对传统的空间矢量脉宽调制进行简化.仿真结果和实验结果证明了该非正弦坐标系下的NPC三电平逆变器控制方法的有效性.     

三电平APF简化空间矢量调制算法研究

针对有源电力滤波器的PWM调制方法,采用了基于两电平的简化三电平空间电压矢量调制算法,分别对常规三电平空间电压矢量调制方法与简化调制方法进行了分析,通过对比,两个调制算法求得的作用时间和基本作用矢量完全相同,表明简化算法不仅可使计算简化,而且能达到和常规方法完全相同的输出特性,仿真分析结果也进一步表明了简化方法的有效性。     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

使用空间矢量调制的三电平矩阵变换器控制策略

在传统矩阵变换器和三电平逆变器的基础上,从多电平矩阵变换器的拓扑结构和工作原理出发,介绍用空间矢量调制策略实现这种新颖的多电平矩阵变换器三电平变换的方法和具体步骤,给出了以Matlab/Simulink为工具的仿真结果,验证了该方法的可行性以及三电平矩阵变换器的良好性能,对进一步研究多电平矩阵变换器有一定的参考价值。     

全桥三电平直流变换器的最佳开关方式

该文提出了一种新的关于直流变换器三电平拓扑变换的分析方法。应用该方法得到了零电压开关全桥三电平直流变换器，同时提出了加入箝位二极管的改进型变换器。该变换器使用了以能量传输最大、滤波电感电流纹波最小、开关管实现软开关等为条件寻找到的最佳开关方式，克服了传统零电压开关全桥直流变换器中开关管电压应力高、滤波电感电流纹波大、整流二极管存在寄生振荡等缺点，所以其变换效率更高，响应速度更快，进一步拓宽了它的应用范围。最后通过一个开关频率为50kHz、额定输入电压为600V、输出功率为2．8kW的实验样机加以验证分析结果。     

矩阵变换器双空间矢量调制简化算法的研究

矩阵变换器(MC)常规的双空间矢量调制策略中需要进行正弦函数、反正切函数计算和查表,增加了数字实现的复杂性。通过对MC虚拟整流器和虚拟逆变器通用开关函数的推导,提出了双空间矢量调制策略的一种简化算法,该方法定义了同通用开关函数变化一致的参考电压,并根据参考电压各分量直接计算有效空间矢量在各个扇区内的占空比。该方法避免了正弦、反余切函数的计算和查表问题,算法简单,提高了运算速度和精度,对提高开关频率有重要意义,还给出了一种判别扇区的简化方法,仿真结果验证了该方法的正确性。     

一种融合最近电平逼近调制的空间矢量调制算法

多电平变换器由于具有较小的电压应力、较高的器件耐压等级和过流能力及较低谐波含量等优点已取代两电平变换器在中高压大功率场合中的应用.级联型多电平H桥变换器(CHMC)由于具有较好的灵活性与高度集成化使得其在工业领域得到广泛应用,文中针对三相CHMC的应用提出一种基于最近电平逼近调制(NLM)技术原理的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法.相比于传统SVPWM算法,所提算法只需检测离参考矢量最近的调制矢量点而无需同时检测三个作用矢量点,算法实时性较强.利用SVPWM算法与NLM算法之间的等效性由三相占空比推出三个作用矢量占空比,利用三相占空比比值的大小推出开关矩阵表达式,由所得表达式直接决定优化的开关序列,并根据该开关矩阵进而推出触发脉冲表达式.所提SVPWM算法不依赖于电平数,算法简便,运算速度快.仿真与实验验证了所提算法的正确性与可行性.     

基于空间矢量的三电平间接矩阵变换器简化策略研究

针对传统三电平空间矢量脉宽调制的开关矢量作用次序的选取较为复杂、算法的运算量较大等缺点,提出一种运用到三电平间接矩阵变换器上的简化空间矢量调制策略。该方法在整流级采用无零矢量的调制策略,保证输入电压功率因数达到最大。逆变级采用简化扇区的空间矢量调制,使参考电压旋转归一到第一扇区,然后进行参考电压修正和降电平处理。该调制策略与传统调制策略相比,不仅使算法运算量比原来减少,无需预先存储大量数据,还使谐波畸变率比原来降低。通过仿真对简化的空间矢量调制策略进行验证,并且搭建样机平台,用实验的方法对该策略的可行性和正确性进行验证。     

一种三电平虚拟空间矢量调制简化方法

虚拟空间矢量调制(VSVPWM)在三电平变换器中点电位平衡控制方面性能优异,可在全工况内实现中点电位平衡.传统的虚拟矢量调制算法中仍采用查表法,占用大量的计算资源.为简化VSVPWM算法,此处基于虚拟空间矢量的空间对称性提出在旋转60°坐标系下的扇区划分和基本矢量作用时间计算.实验结果表明了简化VSVPWM算法的有效性和正确性.     

三电平空间矢量调制中的共模分量

根据多电平SVM调制与载波调制的本质联系,从多电平SVM调制的实现出发分析了两电平SVM和三电平SVM调制波中共模分量的分布.两电平SVM调制波的共模分量就是三相系统的零序分量,最常用SVM调制波中的零序分量与SFO-PWM调制的在调制波中注入的零序分量完全一致.进一步分析了三电平逆变器的特点,提出了一种适合三电平逆变器的共模分量注入方法,指出了三电平逆变器的调制波中可以注入的共模分量除了三相系统的零序分量,还包括每一相的两组调制单元间的共模分量.最后提出了经过两次共模分量注入的三电平载波调制方法,它可以完全等效三电平SVM调制.仿真和实验结果表明了该方法的正确性.     

抑制三电平矩阵变换器共模电压调制策略

与传统AC-DC-AC功率变换器相比,矩阵变换器作为一个通用的功率变换装置,能够轻易实现N个相位到M个相位的变换。矩阵变换器可以产生理想的输入输出波形、没有中间储能环节、能量双向流动、快速的动态响应等优点。三电平矩阵变换器能够提高电压传输效率、实现多电平电压波形输出、突破电压传输比0.866的限制。针对三电平矩阵变换器调制过程中存在的共模电压问题,提出了基于电容钳位三电平矩阵变换器的改进空间矢量调制算法,根据不同的调制系数选择不同的调制策略,能够将三电平矩阵变换器的共模电压减小到最小。通过实验和仿真平台验证该简化策略的可行性和正确性。     

一种改进的三电平空间电压矢量调制算法

提出了一种新的三电平空间电压矢量调制算法,该算法通过直接对三相参考电压进行比较从而判断出合成参考矢量所在区域,并基于伏秒平衡原理计算得到各个标准矢量的作用时间.通过与传统算法进行比较可以看出,提出的算法与传统算法控制效果相同,但其不需要进行正余弦计算,能够大量节省计算时间.最后通过实验验证了该算法的有效性.     

三电平电路空间矢量调制的一种新算法

传统三电平电路的空间矢量调制(Space Vector Pulse Width modulation,简称SVPWM)因运算复杂,限制了它在实际中的应用。提出一种新的SVPWM算法,把空间平面划分为12个直角三角形区域,用空间电压矢量所在的直角三角形所对应的基本开关矢量来合成。对该算法进行了详细的数学推导,并给出了软件流程图。在实验室建立了三电平功率因数校正电路,通过DSP运用该算法来控制,实验结果证明该算法简单易行,便于数字化实现。     

三电平电压型逆变器空间矢量调制算法的研究

本文提出一种三电平逆变电路空间矢量调制的算法。在每个控制周期中加入固定作用时间的输出矢量111，避免了在参考矢量切换扇区时可能出现的矢量突变问题。由于输出矢量的选择和作用时间的计算都是在静止的α-β坐标系下完成，这种算法避免了常规空间矢量调试算法中复杂的三角函数的运算，只需要简单的算述运算即可实现空间矢量的调制。此外，还提出一种简单易行的中点电位控制方法实现了中点电位稳定。仿真和实验结果证明了所提出算法的有效性。     

基于矢量合成的三电平空间电压矢量调制方法

提出一种将电压中矢量由冗余小矢量合成的空间矢量调制方法.其基本思想是将中矢量的一部分分解为邻近的小矢量,即中矢量合成参考矢量的一部分效果由邻近的小矢量完成,这样在减小中矢量对中点电压影响的同时,又增加了小矢量对中矢量的补偿作用.在系统动态运行中,若电容电压出现不平衡则可以通过调整冗余小矢量的相对作用时间进行补偿,由于中矢量的部分作用时间均分给相应的小矢量,因此补偿效果明显.仿真和实验结果证实了本文所提调制方法的正确性.     

基于子模块组合的模块化多电平变换器简化空间矢量调制策略

调制策略对模块化多电平变换器MMC（modular multilevel converter）的稳定运行有着至关重要的作用。针对空间矢量调制SVM（space vector modulation）策略应用在MMC中存在计算复杂度高的问题,提出了一种简化的SVM控制策略。首先,将子模块分组构成子单元,使用三电平SVM对每一个子单元进行控制。其次,将相邻子单元的采样时间均匀地错开,以实现MMC多电平输出,降低输出电压和电流的谐波含量。最后,结合电容电压排序策略对子模块进行灵活控制,保证子模块电容电压的均衡。所提出的调制策略在子模块数量较多的MMC拓扑中实施简单,计算复杂度低,控制灵活性高。实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

三电平逆变器空间矢量过调制控制策略的研究

以主要应用于高压变频调速装置中的三电平逆变器为研究对象,在三电平逆变器一般调制基础上,详细分析过调制的工作原理,实现了逆变器由一般调制延伸到过调制的控制策略;提出一种相对简单的过调制电压矢量作用时间算法。最后运用Matlab软件对该过调制控制策略进行仿真,仿真实验证明该过调制算法的正确性。     

大功率IGCT三电平变流器空间矢量PWM调制算法

在高压大容量交流传动系统中,由新型开关器件IGCT构成的大功率三电平中点钳位式变流器结构正在被广泛采用.由于IGCT器件具有比较低的开关频率,使得基于IGCT器件的变流器的调制方法与一般的基于IGBT的变流器有很大的不同.本文详细阐述了电压空间矢量PWM方法(SVPWM)在三电平中点钳位式变流器(NPC)中的应用原理,并在一套基于IGCT的7.5MVA大功率三电平中点钳位式变流器上进行了验证,实验结果证实了理论分析的正确性.     

优化开关频率的空间矢量调制算法

通过调制算法优化多电平逆变器应用中的开关频率特性对于降低中高频逆变装置的开关损耗有着重要的意义。为降低逆变器开关切换次数,通过在旋转变换后得到的d′q′坐标平面中,对空间矢量调制算法中输出电压矢量切换与相应输出相电压变化值之间的映射关系进行的研究,给出了满足最低开关切换次数的映射关系。据此提出了一种优化开关频率的5段调制算法,并给出了迭代算法用于计算输出电压矢量到输出相电压值的逆变换。采用Matlab对该算法进行了仿真验证,并与PD SPWM算法的仿真结果进行了比较,结果表明该算法能够有效地降低每个周波的开关次数,且能够快速简单的进行扇区定位和电压矢量作用时间的计算,相电压组合的确定也可以通过迭代算法快速计算得出,易于满足实时性要求。