基于Walsh变换的多电平逆变器谐波消除技术

将Walsh函数引入到多电平逆变器选择性消谐法(SHE)开关角的求解中.为此,在介绍Fourier-Walsh变换的基础上,得出了级联型多电平逆变器基于Walsh函数的消谐模型,并提出了一种快速求解消谐模型在基波幅值整个变化范围内开关角的全部解的方法.应用分析表明所提方法是可行的,级联型多电平逆变器开关角的解是关于基波幅值的分段线性方程.因此,所得的分段线性方程解决了逆变器SHEPWM技术在线求解开关角的难题.最后,多个算例的计算结果和实验结果证实了该方法的正确性.     

基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

基于Walsh函数变换的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonics elimination pulse width modulation,SHEPWM)技术存在调制比受限的问题,为此,提出了基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术。该方法通过分析傅里叶级数变换下的多电平多波段SHEPWM电压波形,归纳出调制比从0到1之间变化时多电平逆变器多波段统一的SHEPWM非线性方程组,再利用Walsh函数变换对其进行求解,从而同时解决了拓展调制比、在线计算、实时控制的难题。以7电平为例,给出了各个波段下的Walsh函数分段线性方程组及开关角度轨迹,同时还考虑了调制比切换处多组解的情况。算例结果验证了该方法的可行性。     

基于沃尔什函数的逆变器选择性谐波消除技术开关角的快速求解

基于Walsh函数的逆变器选择性谐波消除（SHE）技术可以得到求解开关角的分段线性方程.然而,要获得基波幅值整个变化范围内开关角的全部解,需要大量搜索和确定各种开关角的区间组合,且随着开关角个数的增多,搜索时间较长,影响了实时性.为此,该文在分析基于Walsh函数的单极性PWM输出波形的数学模型的基础上,提出了一种快速求解基波幅值整个变化范围内开关角的全部解的方法.应用分析表明,该方法实际可行的、精度高、实时性强,从而使Walsh函数在逆变器选择性谐波消除实用化方面迈进了一步.     

基于Walsh变换的特定谐波消除脉宽调制技术在动态电压恢复器中的应用

基于Walsh变换的特定消谐PWM(selective harmonic elimination PWM,SHEPWM)方法把其对应的Fourier域内的超越非线性方程转化为线性代数方程,在合适的初始条件下,能得到基波幅值和开关角的分段线性关系,从而可实现在线调压和谐波抑制,特别适用于动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)逆变器的控制。本文介绍了Walsh函数,分析了Walsh域SHE线性方程的建立和求解过程,提出了以质心PWM技术产生初始开关角分布模式的方法,有效提高了计算效率,并且针对SHEPWM脉冲的谐波分布特点,给出了逆变器的滤波器设计原则和方法。在200 kVA 级DVR上的实验结果表明,逆变器在整个电压范围内能有效抑制各次谐波并有良好的动态特性,证实了该方法的可行性和有效性。     

二级管箝位式多电平逆变器PWM控制方法

本文描述了中点箝位式逆变器、二极管箝位式五电平逆变器基本工作原理。详细分析了三电平逆变器选择谐波消除法(SHEPWM)，并列出了SEPWM方法的开关角轨迹，给出了仿真波形；对五电平逆变器的PWM控制方法展开分析，并给出仿真波形。     

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。     

基于曲线拟合技术的最优PWM开关角在线计算

针对PWM逆变器特定消谐(selected Harmonic Elimination,简称SHE)技术中开关角求解难度大的问题,利用Matlab中的曲线拟合技术(curve Fitting Technique,简称CFT)可在线计算开关角.为满足高压大功率应用领域的需要并实现波形的多重移相叠加.丰电路采用级联多电平逆变器.研究了单相逆变器开关角初值计算的规律和求解开关角的方法.给出了单相多电平逆变器消谐PWM模型以及求解结果,实现了SHE技术的实时控制.通过Matlab仿真和DSP实验结果,验证了设计的合理性.     

陀螺仪中频电源特定谐波消除技术研究

500 Hz中频逆变电源是某舰船陀螺仪必不可少的供电设备,要求电压、频率稳定,输出正弦波质量高。通过建立三相逆变器的SHEPWM数学模型,研究了求解开关角的同伦牛顿算法及初值给定规律;并通过Matlab/Simulink仿真对SPWM调制与SHEPWM调制的谐波进行了对比分析。所得结果验证了SHEPWM技术能够使逆变电源具有良好的谐波抑制特性。     

基于SHEPWM的三电平并网逆变器控制研究

大功率三电平并网逆变器开关损耗大、开关频率低,采用常规调制策略存在谐波较大的缺点。针对这一问题,研究了基于特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的三电平并网逆变器控制及其滤波器优化。分析了SHEPWM的消谐原理、求解方法;研究了基于SHEPWM的闭环控制策略,进行了控制系统分析;针对SHEPWM未消除的谐波幅值较大的缺点,对LCL滤波器进行改进;并计算SHEPWM开关角的三组解,分析对比改进滤波器条件下三组解的谐波分布选择最优解,进一步提升了并网电流质量;最后进行了实验验证。     

基于SHEPWM的三电平NPC逆变器中点电位平衡控制算法

以三电平中性点钳位型(NPC)逆变器为对象,提出基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的中点电位平衡控制算法。首先介绍空间矢量脉宽调制中点电位平衡原理与SHEPWM开关角求解模型,然后分析三相SHEPWM波形在不同调制度下对应的开关矢量序列和作用角度,基于此设计了三种冗余矢量调整方案,最后通过检测负载电流与中点电位,由中点电位滞环控制器和控制逻辑组合作用,直接对三相脉宽调制信号进行在线调整,实现中点电位平衡。实验结果表明:不同的矢量调整方案具有不同的中点电位平衡速度、平均开关频率等,但均不影响线电压的谐波消除能力;采用中点电位三级滞环控制器可兼顾中点电位平衡、波形对称、共模电压幅值,且不增加器件开关次数。