空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿方法

针对电压源型空间矢量脉宽调制逆变器的死区效应，提出了一种根据电流矢量判断电流极性的死区补偿方法．分析了因死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量，在不同的电压矢量扇区内根据电流极性的不同，通过矢量合成的方法得出了误差电压矢量的幅值，给出了该矢量和三相电流极性的对应关系，并在静止参考轴系内完成了补偿算法.结果表明，死区效应引起了逆变器输出电压波形畸变，引起了电机电流波形畸变和转矩脉动.该补偿方法能有效改善电机导流波形，提高了逆变器的输出性能．     

逆变器死区非线性分析与在线补偿

在伺服控制系统中,受逆变器死区效应的影响,输出电流存在畸变,使得系统性能降低.针对此问题,在分析了死区非线性误差的基础上,提出了一种在线死区补偿方法,利用相邻两个采样周期死区幅值变化缓慢的特点,估计出下一时刻的死区误差电压进行补偿,该方法不依赖电流的极性检测,不需要额外的硬件电路支持,算法简单有效,且能够针对死区的非线性误差补偿.仿真和实验结果表明,该方法能够有效地降低输出电流谐波分量,改善波形的正弦性,相比传统离线补偿方法,具有更好的补偿效果.     

单相光伏逆变器自适应谐波消除电流控制策略

针对两级式单相光伏并网逆变器由于死区时间、直流侧波动等原因造成并网电流畸变的严重现象,将特征谐波消除策略应用于并网逆变器,以优化并网电流波形、提高电流跟踪性能。首先通过Park变换实现单相d-q坐标下的电压电流双环比例积分控制（PI）,再增加含动态增益的补偿环节,对PWM调制波进行重构,实现对谐波的补偿,利用莱文贝格-马夸特（LM）算法改进的BP神经网络提高前馈补偿的精度与对电压畸变的适应性。最后,MATLAB仿真研究以及实验验证了该方法的有效性与合理性。     

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

为了克服采用比例谐振（PR）控制的并网逆变器对电网非基频处干扰信号的抑制能力较弱的缺点,提出了一种电压前馈谐波补偿策略,即将电网中存在的3、5、7等高次谐波反馈到逆变器的控制端.通过对并网逆变器系统的理论分析建立了逆变系统的数学模型和Simulink仿真模型,对系统运行过程进行了仿真研究.仿真结果表明,采用电压前馈谐波补偿策略的逆变并网系统能够实现输出对参考无静差跟踪的要求,有效地减小电网中的干扰,使得输出中的总谐波畸变度（THD）由3.61%降低到0.31%,可应用于并网逆变器设计中.     

非均匀气隙对切向永磁同步发电机性能影响

针对永磁同步发电机(PMSG)谐波含量和振动较大的问题,提出采用非均匀气隙削弱齿谐波和齿槽转矩的方法.分析了非均匀气隙永磁同步发电机的运行机理,讨论了不同偏心程度非均匀气隙情况下,永磁同步发电机的空载反电动势、输出功率、电机效率、波形畸变率等参数的变化规律.通过场路耦合法,以一台切向式永磁同步发电机为例进行了仿真,结果表明非均匀气隙能改善气隙磁场波形,电机波形畸变率THD由4.86%降到2.48%,齿槽转矩降低40%.     

LCL型并网逆变器电流谐波抑制策略研究

日益增多的非线性设备使电网电压背景谐波含量增加,并导致逆变器的并网电流畸变。为了抑制并网电流谐波,提出了一种改进电网电压比例前馈控制策略,分析LCL型并网逆变器逆变侧电感值以及滤波电容值对电网电压比例前馈控制策略的影响,得到了逆变侧电感和滤波电容的优化选择方法,即根据逆变器的性能需求和设备安全需要,确定LCL型并网逆变器逆变侧电感和滤波电容的取值范围,并据此确定合适的电感值,继而通过选取较小的电容值降低并网电流的谐波含量,最后在LCL型并网逆变器样机中验证了该控制策略和优化方法的有效性。实验结果表明:采用基于滤波参数优化选择的电网电压比例前馈控制策略后,LCL型并网逆变器并网电流的总谐波畸变率由4.04%降至2.58%,对于谐波含量较高的3、5次低次谐波,均由2%降至1%以下,提高了逆变器的性能。     

基于载波的多相永磁同步电机谐波平面控制

为了解决多相电机控制系统中的高谐波问题,从脉宽调制（PWM）方法和矢量控制策略入手,寻找抑制谐波的有效办法.在PWM调制方面,研究了基于载波的多相PWM技术,采用一种可以对谐波电流进行控制的谐波平面矢量控制技术,以十五相永磁同步电机控制系统为例,将基于载波的多相PWM技术和谐波平面矢量控制技术相结合进行仿真实验,结果表明：提出的PMW调制方法谐波含量低,实现方法简便,谐波平面矢量控制策略将电流中的三次谐波含量从3.7%降至1.0%,总谐波畸变（THD）也从6.5%降至2.9%,可以看出,该方法能有效地控制电流的谐波含量.     

T型三电平逆变器在不间断电源中的实现

针对两电平不间断电源（UPS）输出电压总谐波畸变率高的问题,本文设计的单相T型三电平不间断电源有效的降低了输出电压总谐波畸变率。首先根据开关频率和电压应力的要求,对T型三电平逆变器的开关器件和LC滤波器进行了硬件设计。然后,在开关函数模型中加入零电平电压,使逆变器输出三电平电压,有效的减少了输出电压中谐波的含量。最后,通过MATLAB/SIMULINK的仿真和6 kW不间断电源样机在阻性负载、非线性负载下的实验;得到了实验波形和0.23%的输出电压总谐波畸变率,结果验证了硬件设计的正确性,输出电压总谐波畸变率低于IEEE标准中5%的要求。     

高频环节AC/AC变换器在电网补偿中的应用研究

为消除电网中的谐波对电网质量的影响,将单周期控制技术应用于带Z源的高频环节AC/AC变换器,建立了基于该变换器的电网补偿系统.通过AC/AC变换器,产生与电网相位相反的三倍频正弦波,以抑制电网中的三次谐波.最后利用Simulink工具进行了仿真验证.仿真结果表明,电网总谐波畸变度（THD）由7.21%降到补偿后的0.54%,实现了电网的谐波补偿.     

一种新颖的SVPWM死区补偿方法

三相电压源型逆变器的死区时间效应可能会导致电压损失,电流波形畸变和转矩脉动.为了改善电流波形,减少转矩脉动,详细分析了死区时间对输出电压的影响,并提出了SVPWM死区时间的补偿方法.该方法通过改变传统的180°导通模式为120°加180°轮流导通模式,由于交替使用两种导通方法,死区时间的影响可以减少到零.与传统的SVPWM技术相比,所设计方法实现简单,只需要修改部分软件程序,并通过仿真和实验结果验证了其正确性和算法的可行性.     

基于卡尔曼滤波的PMSM 驱动器死区补偿

针对矢量控制永磁同步电机驱动器, 提出了一种基于卡尔曼滤波的在线死区补偿方法.通过 分析功率器件的通态压降及死区对逆变器输出相电压的影响, 给出了死区补偿时间和死区补偿电 压的表达式.采用卡尔曼滤波器在线估计两相旋转坐标系中q 轴扰动电压, 进而计算出死区补偿时 间和三相死区补偿电压, 最后将各相死区补偿电压与参考电压相加对逆变器死区进行补偿.仿真结 果表明:该方法能够较好地消除零电流钳位现象, 有效地降低输出电流的脉动.     

H桥级联STATCOM自适应死区补偿方法

为消除死区效应对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)输出电压及电流的影响,提出一种新的死区补偿方法.根据离散扰动观测器的工作原理,设计相应的观测器,对由于死区效应引起的STATCOM输出电压与参考电压的差值进行实时在线观测,并将观测到的差值作为补偿量,引入到无差拍控制系统中,实现对死区的自适应补偿.仿真与实验结果表明,该方法可以有效地提高死区补偿效果,消除零点电流箝位现象,降低STATCOM输出电流的谐波含量.     

基于单极性倍频SPWM调制的逆变电源系统研究

针对大功率条件下开关频率不能过高的问题,在传统三环控制基础上,采用单极性倍频SPWM波调制方式,使逆变器在开关频率较低的条件下,输出电压波形畸变率满足指定要求.在介绍其调制原理的基础上,利用Matlab/Simulink建立该系统仿真模型,并通过实验验证.结果表明,该方法能够有效地降低输出波形的THD.     

基于比例谐振控制的电流源逆变器性能研究

随着反向阻断型功率开关器件和电感储能技术的发展,电流源逆变器已成为目前应用最为广泛的中压逆变器,但传统控制方案的电流源逆变器在较高的开关频率工作时,容易出现电流畸变、震荡等问题,导致电能质量降低,因此,不同控制方案是决定其性能的重要基础。文章针对光伏并网发电系统和不间断供电系统2种应用场景下的电流源逆变器优化控制问题,分析了基于比例谐振的控制方案特性,研究了控制系统的频域,并对其性能进行了仿真验证。结果表明:采用比例谐振控制的电流源逆变器,光伏发电系统中电网电流的谐波畸变率(THD)为3.22%,电流跟踪控制效果良好;不间断供电系统中,基于比例谐振控制的电流源逆变器的控制性能明显提高,公共连接点的电压波形THD为2.26%,不受非线性负载谐波的影响。     

单极性SPWM逆变桥驱动方式研究

在工程实践中,单极性正弦脉宽调制（SPWM）逆变桥路具有多种驱动方式。理论分析、样机实验及软件仿真发现,不同的驱动方式造成了逆变桥臂单端输出波形、双端输出谐波上的差异。单臂斩波驱动时,桥臂中点的响应Ua为正半波不变、负半波抬高一个幅值的变异正弦波形,Ub为调制波频率的方波波形。双臂斩波驱动时,Ua和Ub呈现互差调制波半周期的正弦半波波形。就总的谐波系数（THD）而言,带同臂互补的驱动方式要优于不带同臂互补的驱动方式。通过研究这些差异,对在工程上正确合理地选择桥路的驱动方式无疑是有益的。     

并联型有源电力滤波器输出滤波器的阻尼控制

为了减少电感的使用量,针对三阶电感-电容-电感(LCL)系统容易出现谐振的问题,提出了基于电容电流反馈的有源阻尼控制策略.首先建立了有源滤波器输出LCL滤波的数学模型,推导了LCL系统在高次谐波下的传递函数,由根轨迹图分析出电容电流反馈系数的取值范围,结合系统的幅值裕度,从中优化得到合适的闭环参数,最后在MATLAB中建立了电力系统模型.仿真结果表明:采用电容电流反馈的有源阻尼控制策略得到电流的总谐波失真含量是3.72%,优于采用阻尼电阻控制策略的4.21%.该策略可以很好地对系统的谐波进行补偿,开关频率处纹波衰减率较为理想,系统的稳态和动态性能均满足求.     

SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究

针对传统的正弦脉冲宽度调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）电流跟踪并网逆变控制方法的电流响应较慢,跟随误差较大,易受电网电压影响的问题,提出了一种改进的SPWM电流瞬时值跟踪控制方法.介绍了单相并网逆变主电路拓扑结构,对改进型SPWM电流控制方式进行了描述和分析,建立了并网电流闭环控制系统的数学模型.系统中运用了闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,通过控制逆变系统的输出电流以跟踪市电的变化,与电网电压同频、同相.仿真结果表明,改进后的方法输出电流波形谐波畸变含量为0.26%,加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.     

电动车用永磁同步电机定子谐波优化控制

针对电动车用永磁同步电机传统控制策略下电机定子含有高次谐波的问题,提出了通过反电势补偿来抑制电流畸变的改进控制方法。在传统电流转速双闭环控制框架的前提下,通过对高次谐波分量进行提取,加入高次谐波电压反馈环节,实现了对定子电流的优化,抑制了电机转矩脉动,提高电动汽车运行的平稳性。在Matlab/Simulink下进行仿真实验,通过分析高次谐波电流波形和转矩波形,证实显著抑制了电机定子电流中的高次谐波,验证该控制算法的有效性。     

基于参数特征提取的微电网动态无功谐波综合防治装置优化配置方法

由于电流波形与正弦波相差较小,导致微电网动态无功谐波畸变率较大,对此,基于参数特征提取提出了一种新的微电网动态无功谐波综合防治装置优化配置方法。建立注入式混合型有源滤波器拓扑结构,通过晶闸管相控整流电路,确定各节点谐波电流基波有效电压值、总目标函数,建立谐波电压矩阵,得到与电网整体电压相匹配的的电网直流侧无功功率补偿,采取针对微电网范围内注入谐波的抑制控制措施,对动态多目标同时进行有效约束。分析配电网的电能质量、电能功率、电压、电流数据,实现优化配置。实验结果表明,基于参数特征提取的微电网动态无功谐波综合防治装置优化配置方法能够很好地改善电流波形,改善结果与正弦波相近,有效缩小畸变率。     

六脉波交交变频器高频段连续变频调速研究

六脉波双变量交交变频器在高频段(25 Hz以上)输出的波形对称度差,谐波含量多,在调速过程中极易导致电动机转速和转矩的震荡.针对这一问题,在双变量余弦交截法的基础上,对高频段波形进行对称性改造,使变频器在高频段输出的波形得到优化,并对高频段频率间的切换方式进行研究,使各频段间的切换更加平滑,以提升六脉波双变量交交变频器...