一种H桥级联型多电平逆变器SVPWM通用算法实现

为解决多电平逆变器SVPWM控制策略实现的复杂问题,采用了一种简单通用的SVPWM算法.此算法基于g-h坐标系,容易确定参考矢量的位置和作用时间,采用开关状态等效法使多电平和两电平的调制策略相一致,降低了器件的开关频率,且此算法可以直接应用于任意电平逆变器系统中.结合3电平H桥级联拓扑开展了仿真和实验研究,仿真和实验结果证明了方法的有效性.     

一种实用级联式多电平逆变器SVPWM方法研究

目前多电平空间矢量法波形算法大多建立在复杂数学模型之上,并涉及颇为繁琐的矢量选择规则,从而影响其普及性及实用性.提出一种将两电平空间矢量法推广至任意级联数的多电平逆变器,该方法不仅具有物理概念清晰、算法简单、实时性好等优点,更有利于实现高低压变频产品软件平台一体化.理论仿真及电机实验证明该方案切实可行.     

级联型H桥多电平逆变器SVPWM控制研究

此处从H桥级联型逆变器拓扑结构出发,推导出了H桥级联型逆变器电压输出实质是其各H桥左桥臂与右桥臂形成的两电平逆变器组输出电压之差,从而利用相移原理与空间矢量脉宽调制(SVPWM)推导出了适合于H桥级联型逆变器的相移SVPWM.通过十三电平H桥级联型逆变器驱动系统的实验验证了该方法的有效性.     

一种新型的H桥级联型逆变器空间矢量控制方法

将三电平空间矢量调制方法与传统的移相式SPWM方法相结合并应用于级联型结构,提出了一种新型的多电平移相型空间矢量控制方法.提出的空间矢量控制方法在软件和硬件实现上大大简化,很容易扩展到任意电平数,可以与矢量控制、直接转矩控制等相结合应用于电机调速系统.并在3单元级联型逆变器实验装置上进行了验证.仿真和实验都证明了这种方法的正确性与可行性.     

级联型多电平逆变器的空间矢量控制

针对级联型多电平逆变器,提出了一种高性能的空间矢量控制方法。这种方法基于空间矢量理论确定与参考电压矢量误差最小的电压矢量,它能够在接近基频的开关频率下输出接近正弦波的电压。仿真结果证实了空间矢量控制所具有的一系列显著优点。     

一种通用的多电平逆变器三维空间矢量调制算法研究

提出了三维空间矢量调制算法,直接将三相参考电压映射到三维空间坐标系,所得基本矢量与开关状态矢量一一对应,不存在冗余现象。该调制算法首先确定参考矢量所在单位正方体的位置,然后在这个单位正方体上寻找合成参考矢量的4个基本矢量,利用伏秒平衡原理计算各基本矢量的作用时间,最后采用七段算法实现在4个基本矢量之间的切换。该算法不需要坐标变换,参考矢量定位简单,与逆变器的电平数无关。三级七电平逆变器仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性与可行性。     

一种多电平逆变器简化SVPWM算法

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法应用于多电平逆变器时,参考电压矢量定位计算复杂、繁琐的问题,以中点钳位H桥5电平逆变器为例,介绍其拓扑结构及工作原理并提出一种基于αβ坐标系的简化SVPwM算法.该算法利用旋转归一化将其他5个扇区转化到第Ⅰ扇区,使计算量减少了5/6,通过使用一组公式可以快速判断参考电压矢量的准确位置,克服了传统SVPWM算法计算复杂的缺点.同时,该算法可以适用于更高电平.实验结果验证了所提算法的正确性与可行性.     

基于映射原理的多电平逆变器SVPWM

级联型多电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)具有提高直流电压利用率,可为电机提供跟踪圆形磁链的电压等优点,但随着电平数的升高其调制复杂度也随之升高。提出一种新的SVPWM方法,该方法利用映射原理将参考电压分解为基矢量和2电平矢量,将复杂的多电平SVPWM转化为简单的2电平SVPWM,再利用逆映射决定合成多电平逆变器参考电压的开关矢量及开关状态的作用时间和作用顺序。该方法适用于任意n电平逆变器的调制。最后通过11电平逆变器的仿真和实验验证了该方法的有效性。     

级联型逆变器的新型多电平SVPWM研究

多电平SVPWM的研究,目前主要集中在错时采样SVPWM.错时采样SVPWM算法复杂,实时性差.对该SVPWM调制技术进行分析,应用一种能显著降低算法复杂度的新型多电平SVPWM技术——单元矢量延时叠加SVPWM技术.该算法显著降低了算法复杂度,且实时性极好.通过Matlab仿真和实验研究,验证了方案的可行性和实用价值...     

一种新型的多电平逆变器空间矢量控制方法

基于传统的两电平逆变器空间电压矢量方法,提出了一种新型的多电平逆变器空间电压矢量实现方法,该方法将一相的逆变单元分为基本单元和调制单元两部分,相应地对参考电压也要进行分解处理。在一个脉宽调制(PWM)周期中,只对调制单元进行PWM控制,基本单元输出的电平不变。仿真研究表明该方法输出电压波形总畸变率较小,可用于单元串联多电平逆变器的控制。     

基于空间矢量脉宽调制的5相H桥型逆变器谐波控制

针对H桥型逆变器的结构特点,分析了5相H桥型逆变器空间矢量在各子空间上的分布及其在各子空间中的对应关系,提出了3次谐波注入的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法;由于输出电压中含有大量5的倍数次谐波,所以分析了载波脉宽调制(CPWM)与SVPWM的内在本质关系,求解出了这些特定次数谐波电压关于各H桥有效导通时间的函数表达式。在此基础上,提出了通过重新调节各功率管开通时间来抑制这些特定次数谐波的控制方法,并针对调制波不同的几种情形下进行了实验验证。实验结果表明,这种改进的SVPWM控制算法不仅可以很好地实现对基波、3次谐波幅值和相位的控制,而且可以消除输出电压中的特定次数谐波。     

级联型逆变器的一种新型SVPWM方法

在有高性能调速要求的场合需要矢量控制、直接转矩控制等电机控制方法,级联型逆变器应用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术可以实现对电机的高性能控制.随着电平数的增加,电压空间矢量数急剧增多,又存在着冗余开关状态,造成SVPWM算法过于复杂,难以应用于实际系统.本文提出了一种基于两电平SVPWM算法的新型多电平SVPWM方法,并通过Matlab 6.1的系统仿真验证了其正确性和有效性.     

中点钳位型H桥级联单相逆变器新型空间矢量脉宽调制方法

通过对中点钳位型H桥级联单相逆变器开关状态分析,得到了27种有效开关矢量。提出一种适用于该拓扑结构的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法,该方法将单相一维空间矢量图分为8个区间。根据期望电压矢量幅值和矢量所在区间以及上一个开关周期的终止矢量进行输出脉冲合成类型判断,并基于开关次数最小原则提出3种矢量合成规则。根据伏秒平衡原理对每种脉冲类型的矢量作用时间进行了计算。提供一种兼顾电压均衡、开关次数最小和开关器件均衡利用的冗余矢量使用法则。利用DSP和FPGA芯片实现所提出的算法。仿真和实验验证了提出调制方法的正确性和可行性。     

级联型多电平逆变器准单极性控制策略

级联型多电平逆变器采用低压H桥串联实现高压输出,其良好的输出电压与电流波形,使其在中高压变频器中逐渐得到广泛的运用.而对级联多电平逆变器的控制均采用双极性多重载波水平移相控制,需要实时计算多重载波与调制波比较产生的多路PWM波,所以主控制器工作量较大,且容易产生较大的计算误差.提出了"准单极性"多重载波水平移相控制,载波仅为正极性,且有一半周期为零电平,其可大大降低主控制器工作量与减小计算误差,实验结果证明了其较双极性多重载波水平移相控制具有更好的输出电压波形和启动性能,其在级联型多电平逆变器中不失为一种有效的控制方法.     

Cascaded Common Nodal Point Multi-level Inverter Topology

Recent trends in the multi-level inverter (MLI) technology demand reduced number of switches, driver circuits, isolated DC sources, peak inverse voltage (PIV), appreciable number of voltage level, and lower total harmonic distortion. This paper presents an improved cascaded MLI configuration. Each module comprises ten switches, two isolated DC sources, and two capacitors; it can generate a maximum of 9-level output voltage waveform. Optimized switching sequence is developed that ensures minimum switching transitions and is implemented through single-carrier pulse width modulation for the control of the proposed topology. The classical cascaded H-bridge inverter and some recently developed MLI configurations were compared with the proposed inverter circuit. Results show that the proposed inverter configuration generates high number of output voltage levels with reduced number of power switches and PIV. It also has a lower per-unit power loss profile. Unit capacitor voltage balancing scheme is developed, which ensures proper control of the unit step voltage level in each of the cascaded modules, at extreme loading condition. For two cascaded inverter modules, simulation and experimental verifications are carried out on the proposed inverter for an R–L load. Simulation results of the output voltage waveforms and its harmonic spectrum are in conformity with experimental results.     

多电平级联H桥逆变器的模型预测控制策略

针对多电平级联H桥三相逆变器的控制性能提高问题,设计了一种新型的模型预测控制(model predictive control,MPC)策略。MPC控制器基于预测模型对系统未来状态进行预测,然后将计算得到使所设计成本函数最小化的开关矢量进行输出。不同于传统两电平逆变器,多电平级联H桥逆变器的数学模型较为复杂,包含有大量电压矢量,导致计算负担较重。为此,通过设置和选择有效电压矢量子集,显著减少了得到最优电压矢量所需的计算量,同时不影响控制性能。搭建了五电平和九电平三相级联H桥逆变器实验平台开展了相关实验,实验结果验证了新型MPC控制器具有较优的控制性能。     

Staircase Control of Hybrid Cascaded Multi-level Inverter

A cascaded multi-level inverter consists of H-bridge modules that can generally be divided into one with the same DC bus voltage and another with different DC bus voltages. By using the same power device as a standard 7-level 3H-bridge converter, the proposed converter operates with 15-level resolution with separate DC voltage sources of voltage ratio 4:2:1. The analysis of this hybrid cascaded converter with staircase control shows that this proposal can be applied in many power conversion applications, such as flexible alternative current transmission systems, uninterruptible power supply, and electric power conversion, transmission, and storage of renewable energy sources. Simulation results are presented with the proposed 15-level cascaded H-bridge inverter for a low distortion, near-sinusoidal stepped-voltage output, and a laboratory prototype of a 15-level insulated gate bipolar transistor-based cascaded H-bridge inverter is designed and implemented on a digital signal processor. The total harmonic distortion is proved less than 5%.