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。     

单相五电平逆变器3次谐波自消除SHMPAM

为提升低开关频率单相五电平电压源型逆变器的输出电能质量,设计了一种改进的特定谐波缓解脉冲幅值调制(SHMPAM)策略.为单相五电平级联H桥逆变器的两个开关角建立了约束条件,从而推导出谐波幅值表达式,达到使3倍频谐波自消除的目标,同时还可以降低5次和7次谐波含量.利用一台单相五电平级联H桥逆变器样机开展了实验测试,结果表明新调制算法具有理想的3倍频谐波自消除能力,可作为单相多电平逆变器带线性和非线性负载的优化配置方案.     

九电平级联H桥逆变器电压调制技术的仿真研究

首先介绍了H桥级联九电平逆变器拓扑结构和CHB逆变器常用的两种调制方式:相位移位调制和电压移位调制.然后着重对电压移位调制技术进行了详细的介绍,并通过Mat-lab/Simulink/Powersystem仿真软件对其进行了仿真研究,最后通过实验装置做了具体的实验,实验结果验证了本文分析的正确性和CHB逆变器在高压变频及电力系统柔性输配电等领域的高实用价值.     

级联多电平技术在动态电压恢复器中的研究

为了改善电压跌落引起的电能质量降低,分析了电压移位脉宽调制技术后,设计了一种应用十一电平级联逆变结构的无串联变压器的动态电压恢复器(DVR)。该技术基于同相位(IPD)电压移位调制方式对级联逆变结构进行调制,系统采用了改进的"abc-dq"变换检测算法准确、快速检测系统电压的幅值和相位准确,并采用最小电压补偿策略补偿电压跌落。仿真结果表明,该技术提高了逆变器的开关频率,谐波失真小、电压变化率低,完全满足DVR对高电压质量要求的需要。     

基于随机牛顿法(SNM)的级联多电平逆变器特定谐波消除

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术,通过计算最优的开关角度,在保证期望基波电压输出的同时有效消除选定的低次谐波,具有开关频率低、波形质量高等一系列优点。为了提高SHEPWM非线性方程组的求解可靠性和快速性,提出了将粒子群优化算法(PSO)与牛顿迭代法相结合的随机牛顿法(SNM),通过Matlab编程求解SHEPWM非线性方程组验证了SNM求解的可靠性和快速性。最后通过搭建单相7电平级联H桥逆变器和三相D型接线11电平级联H桥逆变器仿真实验系统,验证了SNM求解的开关角度能够实现基波控制目标并有效消除选定的低次谐波。     

基于深度神经网络的多电平逆变器故障诊断

为解决多电平逆变器的故障诊断问题,文中提出了一种基于深度神经网络的多电平级联H桥逆变器的故障诊断方法。首先,介绍了多电平级联H桥逆变器的故障模型;然后,采用基于堆栈自编码器的深度神经网络直接从故障原始数据中进行故障特征提取;最后,运用SOFTMAX分类器对故障特征数据进行分类从而实现多电平逆变器的故障检测与诊断。基于MATLAB/Simulink对本文提出的方法进行了仿真实验,该方法与传统的智能诊断算法相比具有更高的准确率和更好的鲁棒性。     

混合级联H桥逆变器的改进拓扑及其混合调制方法

为了降低混合级联H桥逆变器中混合调制方法的设计难度和高压单元的开关频率,本文提出了一种改进混合级联H桥逆变器方案。在改进混合级联H桥逆变器方案中,通过合理地设置逆变器直流电压比获得了一种改进混合级联H桥逆变器拓扑;通过融合阶梯波调制方法和载波层叠调制方法获得了一种改进混合载波层叠调制方法。仿真和实验结果表明:本文所提改进混合级联H桥逆变器方案可以消除电流倒灌问题,降低混合调制方法的设计难度并保证高压单元工作在基波频率。     

级联H桥多电平变流器的CPS-SPWM实现方法研究

对级联H桥多电平变流器的CPS-SPWM技术调制原理进行分析,提出了基于TMS320F28377D处理器的CPSSPWM具体实现方案,并使用5电平级联H桥多电平变流器进行了实验验证。实验结果表明,TMS320F28377D处理器能够方便地实现CPS-SPWM技术,变流器输出的阶梯电压波形质量较高。该设计方案减少了硬件开发成本,具有较好的应用前景。     

级联型多电平逆变器的功率均衡控制策略

该文针对级联型多电平逆变器的几种调制方法，包括阶梯波调制法、特定谐波消除脉宽调制法和载波空间排列SPWM法，提出了一种新的功率均衡控制策略。该策略利用级联型多电平逆变器相电压冗余的特点，通过以1/4输出周期为单位互换各个H桥单元的输出电压波形，实现了各个H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。与现有的功率均衡策略相比，新的策略可以在一个输出周期内达到功率均衡，并具有控制简单，H桥单元功率波动小的优点，同时满足对效率和波形的要求。该文以三单元七电平级联型逆变器为例，对上述功率均衡控制策略进行了理论分析和仿真验证。     

一种改进型级联H桥型变流器的调制策略研究

五电平级联H桥型变流器在高压大容量场合得到了广泛应用.各级直流侧电压出现不平衡现象会导致变流器的输出波形发生畸变,谐波特性恶化;另一方面,一些混合型级联H桥型变流器中,各级直流母线电压亦不同.在此以五电子级联H桥型变流器为研究对象,研究了其在直流侧电压不平衡时的脉冲模型,并提出了相应的调制策略.实验结果表明了理论分析的正确性和所提调制方法的有效性.同时,所提出的脉冲模型和调制策略还可推广到多级H桥级联和混合式级联H桥型变流器中,有较强的推广性和实用性.     

适合高输入电压的高频隔离逆变器

不带变压器的逆变器缺少电气隔离,安全程度较低。将高频隔离环节引入多电平逆变器,在具备输出电压质量高、开关管电压应力低等多电平逆变器优点的同时,实现高频电气隔离,提高安全程度,因此适用于较高输入电压的应用场合。对此,文中提出一种高频隔离九电平逆变拓扑,分析该拓扑的工作模态,设计多重载波调制策略,研究直流侧电容电压与母线电流间存在的关系,并据此设计出对电容电压存在相反影响的2种开关序列,给出直流侧电容电压均衡策略。最后,在Power Simulation中搭建仿真模型,并制作1 kVA的实验样机,仿真和实验结果验证了所提新型拓扑、控制方法及均压策略的正确性和可行性。     

基于CO-SFO-PWM级联型多电平逆变器的研究

选取级联型多电平拓扑作为中高压变流器的拓扑结构,对多电平逆变电路及其PWM技术进行了研究,并对级联型9电平逆变器的工作原理进行了分析.采用新型CO-SFO-PWM技术进行级联型9电平逆变器实验,实验结果表明该新型PWM技术不仅在低调制度下可明显改善输出波形,而且在高调制度下同样可获得较低的THD的输出波形,并且提高了直...     

中点箝位型三电平逆变器空间矢量与虚拟空间矢量的混合调制方法

中点电压偏移是中点箝位型(neutral point clamped,NPC)多电平逆变器的主要缺点。空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)由于算法本身的缺陷,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。虚拟空间矢量调制(virtual SVPWM, VSVPWM)方法能够在全范围内处理中点电压偏移问题,但存在开关次数较多,谐波特性较差的缺点。该文建立含电容电压的NPC三电平逆变器的PWM模型,讨论SVPWM和VSVPWM的约束条件。在特定的区域采用SVPWM,其他区域采用VSVPWM,给出了这2种调制策略的切换条件。实验结果表明,混合调制方法(hybrid PWM,HPWM)较之以前的解决方案能够更好的平衡电容电压,并且也能够有效的降低开关次数和提高逆变器输出的谐波特性。     

一种单相双输入九电平逆变器及其调制策略

由于传统多电平逆变器存在电路结构复杂、功率器件多、控制复杂等缺点,提出一种单相双输入九电平逆变器,通过2个直流输入电源与电容的串并联实现九电平输出,拓扑结构简单,能够以较少的功率器件和电容数量产生更多的输出电平,谐波含量低,并且其多输入结构适用于分布式发电和微电网等领域。首先给出逆变器的电路结构和工作原理,然后设计逆变器调制策略,并分析电容充放电过程及其对电压波动的影响,实验结果验证了所提九电平逆变器及其调制策略的有效性和可行性。     

混合不对称多电平高压变频器输出共模电压及抑制方法

在高压大功率变频器应用中,共模电压问题是必须考虑的因素,它将影响到系统的可靠性运行。多电平变频器输出共模电压的分析与抑制技术,近年来一直是研究的热点,但目前还没有文献对混合不对称多电平变频器的输出共模电压进行分析。因此对采用混合调制策略的混合不对称多电平变频器的输出共模电压进行了研究,分析了高低压单元对共模电压的不同影响。并在此基础上提出了部分共模电压抑制控制策略,可以有效地消除共模电压中的高频低压成份。最后通过仿真和试验验证了这种方法的可行性与正确性。     

基于多电平随机脉宽调制技术的共模电压和谐波抑制方法

在PWM电机驱动系统中,多电平逆变技术可以降低系统中的共模电压和谐波含量,但是由于开关频率是固定的,在开关频率处的谐波仍很大。随机开关频率空间矢量调制技术可以通过对零矢量的控制,实现对共模电压的抑制,并且开关频率的随机化,使得开关频率处的幅值较大的谐波分散为一定带宽的幅值较小的谐波,降低了谐波的幅值。给出了混合型七电平逆变器的拓扑结构及控制方法,将高压单元的低频输出和低压单元的高频输出进行叠加,实现七电平的电压输出。分析了不同的开关状态对共模电压的影响,提出了用于共模电压抑制的矢量选择方法和用于降低谐波的开关频率随机化方法,仿真和实验结果显示,多电平逆变技术和随机脉宽调制技术的结合使用,大大降低了系统的共模电压和开关频率处的谐波分量。     

二极管箝位型多电平逆变器全范围电容电压平衡的PWM调制方法

电容电压偏移是二极管箝位型多电平逆变器的主要缺点。空间矢量调制和正弦载波调制方法,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。该文首先建立含电容电压的二极管箝位型三电平逆变器的脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型,提出一种新的调制方法,只需满足三相电流之和为零,该方法在任意调制度和功率因数下都能确保电容电位的平衡。并对算法累积误差进行修正。实验结果表明,这种方法较以前的解决方案能更好地平衡电容电压。最后将算法拓展到二极管箝位型任意电平数逆变器的调制中。     

基于载波自由度的改进载波移相PWM技术

载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差.针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度,利用改进的载波代替原CPS-PWM中的三角形载波进行调制,通过状态空间平均...