多电平逆变器并网功率因数双重校正技术

针对电网电压相位跟踪、直接功率控制等逆变器并网控制技术,存在实时性差、参考电流不准确,功率因数低,总谐波畸变率(THD)高等缺点。提出了一种多电平逆变器并网功率因数双重校正技术,即通过逆变器输出侧电压和电流的相位差(即功率因数自校正)与逆变器输出侧电流和电网电压之间的相位差(即功率因数他校正),双重校正来实现逆变器的单位功率因数并网。用直接相位比较法测量相位差,并采用易于数字实现的空间矢量调制(SVPWM)算法。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了控制方法的有效性。     

一种新型不对称型多电平逆变器

传统级联H桥多电平逆变器增加电平数就需增加级联H桥数量,相应地增加了更多的开关器件.为了提高多电平逆变器的电平数以及使用更少的开关器件数,提出一种不对称型多电平逆变器新拓扑结构.该拓扑结构可以用更少的开关器件生成更高的输出电压电平数,降低了电路复杂性和成本.通过Matlab/Simulink搭建15电平不对称型多电平逆...     

一种新型混合级联不对称多电平逆变器

提出一种新型混合级联不对称多电平逆变器,这种多电平逆变器由多个不对称四电平逆变器级联在一起构成,输出电压由其级联单元的输出叠加而成.相对于传统的级联多电平拓扑,在得到相同输出电平的情况下,该拓扑需要较少的开关器件,因此可以简化电路结构.但是该拓扑需要特定的独立直流电源.实验室构建了一台单相混合级联不对称七电平逆变器,并采用消谐波混合不对称调制方法对其进行控制,最后通过仿真和实验进行验证.     

级联多电平逆变器开关角度的研究

为了改善级联多电平逆变器输出电压波形质量,提出了一种优化谐波消除技术。通过控制逆变单元开关角度实现级联多电平逆变器谐波控制,在消除低中频谐波成分的同时寻求总谐波畸变率(THD)最小的一组开关角。建立了仿真和实验模型,对该组角度进行仿真和实验验证,其结果验证了优化谐波消除技术的正确性。     

采用波形合成法的级联型多电平逆变器谐波控制

为改善级联型多电平逆变器输出电压波形质量,对通过控制逆变单元开关角实现级联多电平逆变器谐波控制的方法进行了分析研究。针对解方程组法消除特定谐波中高次多变量方程组难于求解的问题,提出了一种波形合成消除特定谐波的方法。利用此方法可通过简单的三角公式递推计算获得实现特定谐波消除的开关角。依据理论计算结果进行的例证演示列出了开关角所有可能的取值情况,说明通过逆变器开关角的选择可同时实现输出电压中特定谐波的消除及基波幅值的调节。仿真与实验结果验证了该方法的可行性。     

运用遗传算法选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波

目前,传统的PWM技术和选择性谐波消除问题得到了广泛研究.提出运用遗传算法来选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波.新拓扑与传统结构相比较有减少开关数量的优势,并且可以把输出电平的数量扩展到任何值,该系统减轻了执行机构的复杂性,缩短了计算时间.对于每一个被要求消除的谐波,如果最优开关切换角存在,搜索过程中,遗传算法都可以找到一组最佳开关切换角.模拟仿真和实验结果都验证了新拓扑适合于不同电平数量的逆变器和不同次数的谐波消除.     

模块化多电平逆变器的仿真分析

介绍模块化多电平逆变器的拓扑结构和工作原理,根据模块化多电平逆变器的特性及在高压大功率场合中的应用,采用基于排序法的电容均压控制算法与最近电平逼近调制策略相结合以实现电容电压的平衡和系统的稳定。采用上述的控制策略在 MATLAB‐Simulink仿真平台下搭建7电平的逆变器仿真模型,通过对子模块电容电压波动分析及逆变器输出电压电流谐波畸变率分析,结果表明最近电平逼近调制策略下换流器输出的波形质量高,谐波含量少,子模块电容电压波动小,验证了所采用的均压控制策略和最近电平逼近调制策略的合理性和有效性。     

三相五电平逆变器光伏并网系统的建模与仿真

针对传统三电平逆变器光伏系统最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)响应速度慢、输出电流波形失真严重以及直流母线电压波动大的问题,提出了一种三相五电平中点箝位型(neutral point clamped,NPC)逆变器光伏并网系统。该系统采用模糊MPPT功率外环、直流电压中环以及电流内环的三环控制方案,实现了对最大功率的快速跟踪,降低了输出电流波形的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD),有效抑制了直流母线电压的波动。用MATLAB搭建模型,仿真结果证明了所提出的含五电平逆变器拓扑结构及其控制方法的有效性。     

一种单电源型单相五电平逆变器

针对现有多电平逆变器成本高、体积大的问题,此处提出了一种单电源型单相五电平逆变器.该逆变器使用较少的器件实现了五电平的交流电输出,而且无需额外电路即可实现电容电压的自动平衡,采用最近电平逼近法和基频调制策略产生开关控制信号.此处分析了该逆变器的工作模态、调制策略及其电路特性,并搭建实验样机进行了验证.实验结果证明了所提...     

基于复合控制的新型5电平逆变器的研究

本文分析了一种新型单相不对称5电平逆变器拓扑结构和调制方法,提出了一种负载电流和输出电压前馈的复合控制。此控制器能很好的抑制非线性负载情况下的电压畸变率,同时不要求提供精确的参数,并且设计方法简单方便。最后通过仿真和实验验证了复合控制的可行性。     

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.     

基于SPWM控制的级联型五电平逆变器仿真研究

针对三电平逆变器输出电压谐波分量高和IGBT承受回路电压过大的问题,采用SPWM控制的级联型五电平逆变器进行改进,分析了级联型五电平逆变器的拓扑结构及工作原理,对载波SPWM控制策略进行了研究,在不同调制比下通过Mat-lab/Simulink仿真,对该控制技术进行了谐波分析,得出了一种适合于级联型五电平逆变器的调制方法。     

Cascaded Multi-level Inverter Topology Developed from a Modified H-bridge

In this paper, a single-phase cascaded multi-level inverter topology is proposed. It is basically developed from a modified H-bridge module. This topology reduces the switch count, the gate drive requirement, and voltage stress. The significant advantages of the proposed inverter are modular structure, simpler control, and lower number of switches. The Nearest Level Control algorithm is employed to generate the gating signals for the power switches. To verify the performance of the proposed structure, simulation results are carried out by MATLAB (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA)/SIMULINK. Experimental results are presented to validate the simulation results.     

三相逆变器幅值可控的小波PWM技术

三相逆变器的小波PWM具有总谐波含量低、直流电压利用率高、易于数字化实现等优点,但其无法在三相逆变器上实现对输出电压幅值的控制,这使得小波PWM的应用受到限制。为此,在单相逆变器幅值可控的小波PWM技术基础上,在三相逆变器的小波PWM中同样引入了一个调制度变量,使它在保持原有优点的基础上增加了输出电压可调的特性。分析了三相逆变器幅值可控的小波PWM的机理,并进行了仿真和实验研究,结果证明了机理的正确性,为三相逆变器小波PWM的广泛应用提供了基础。     

A Single-phase Hybrid Multi-level Inverter

This article presents a single-phase 17-level hybrid multi-level inverter. The cascaded unit is made up of two five-level inverter configurations: a diode-clamped inverter and an inverter constituted of a main inverting H-bridge leg and level-clamping half-bridge circuit. The asymmetrically cascaded inverters have a separate DC input ratio of 1:3 that affects reduction in the power circuit component count in the single-phase multi-level inverter system. The operational principles, modulation schemes, and switching functions have been analyzed in detail. Fast fourier transform analysis of the output voltage waveform was carried out, and a low total harmonic distortion value of 7.61% was obtained. The validity of the proposed hybrid multi-level inverter is verified through simulation and experimental results.     

Sinusoidal Pulse-width Modulated Three-phase Multi-level Inverter Topology

Abstract—This article presents a sinusoidal pulse-width modulated three-phase multi-level inverter topology. In this configuration, the basic two-level, three-phase inverter is modified to synthesize higher voltage levels by the insertion of two auxiliary switches per phase leg. The multi-level inverter configuration generates output voltage levels similar to the corresponding well-known conventional diode-clamped flying capacitors and cascaded H-bridge inverters but with fewer power circuit components and more simplicity. For output voltage and frequency variations demanded by such applications as variable-speed drives, active power filters, photovoltaic power conversions, etc., the sinusoidal pulse-width modulation technique is employed in the generation of the gating signals for the proposed three-phase multi-level inverter. A balanced three-phase R-L load is applied at the inverter output terminals, and the inverter performance is compared with that of other sinusoidal pulse-width modulated conventional multi-level inverter configurations. The validity of the proposed multi-level inverter topology and the modulation scheme are verified through simulations and experiments.     

单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力有限。为了提高入网电流对谐波干扰的抑制能力,在分析常规电流跟踪控制策略的基础上,提出一种直接控制入网电流的单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略。分析新型谐波阻尼策略中闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计方案。通过频域分析、仿真和实验结果表明,所提新型谐波阻尼策略可有效增强入网电流对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力,实现输出高品质入网电流的控制目标。     

采用滑模变结构直接功率控制的回馈级联型逆变器设计与验证

回馈逆变器因可实现能量的双向流动而广泛运用于负载需要4象限运行的场合。为此,对回馈级联型逆变器(EFCI)进行了深入研究。对回馈级联型逆变器H桥整流部分,实现了滑模变结构直接功率控制(SMVR-DPC),除了可实现H桥有功、无功和直流电压控制外,还可减小逆变器输入电流中的谐波,该方法控制简单,具有很好的动态品质和鲁棒性以及小的总谐波畸变率(THD)。对回馈级联型逆变器H桥逆变部分,为了提高直流电压利用率并减小逆变器输出电流中的谐波,对其在60°坐标系中基于3电平逆变器的简化空间矢量调制进行了研究,该简化空间矢量调制的矢量选取与作用时间计算非常简单。最后,仿真与实验结果验证了所提方法的正确性。     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

变频调速系统对牵引电机谐波损耗影响的研究

变频调速系统输出的脉宽调制波含有丰富的谐波,谐波引起附加损耗,使交流牵引电机运行温升增加,导致绝缘加速老化,缩短其运行寿命.文章利用MATLAB软件建立了变频调速仿真系统,对影响变频牵引电机谐波损耗的逆变器参数进行了分析,并提出一种用谐波总损耗因数表征谐波损耗的方法.