矿井提升机用高压变频器的多重化技术的研究

高压变频器在矿井提升机等高压电动机上广泛应用。由于其功率大、电压等级高,应用场合重要,所以对其输入、输出的谐波含量、功率因数等要求很高。在高压变频器的输入端采用移相变压器实现多重化技术。通过对其输入、输出谐波的理论分析、仿真分析以及实际的应用分析,共同表明多重化技术的应用可使高压变频器达到谐波含量小,功率因数高的目的。     

级联型高压变频器输出电压观测器研究与实现

首先介绍了级联型高压变频器系统(CAS-HVI)拓扑结构;然后针对级联型拓扑结构,结合载波移相调试算法,引出了基于直接转矩控制的高压变频器系统(HVI-DTC)对输出电压的观测(重构)需求;再着重就载波移相对输出电压重构的影响进行分析,并分别对传统DTC与SVM-DTC控制的输出电压重构进行研究;最后在样机上实现重构算法,并分析实验结果,结果验证了重构效果及必要性。     

高压变频器36脉波移相变压器的设计

高压变频器是指输入电源电压在3—10kV的大功率变频器。由于其功率大、电压等级高,所以对其输入谐波、功率因数等要求很高。采用移相变压器实现高压变频器的多重化整流,可使高压变频器的输入谐波减小,功率因数提高。对容量为630kVA,36脉波移相变压器的电流、匝数参数进行设计,并对多重化整流电路进行谐波和仿真分析,为工程实践提供依据。     

整流器功率平衡的多级串联高压变频器

现有实用的中高压变频器方案包括功率开关直接串联的两电平逆变器、单相逆变器的多级串联变频器、三相直接输出的三电平逆变器。该文提出一种整流器功率平衡的多级串联高压变频器,即一个整流器负担三个对称的单相交流电压输出,相位相同的单相逆变器通过变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、整流器与逆变器阵列、载侧高频升压变压器构成。串联级数为N的多级串联高压变频器包括N个整流器和3N个单相逆变器。该文分析这种变频器的拓扑构成和载波移相调制原理,并利用MATLAB/SIMULINK给予仿真分析,所得结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本。     

基于五电平IGCT电压型逆变器的高压变频调速器

介绍了一种新型的6kV／1600kVA高压变频调速器，其中交流输入侧采用移相变压器隔离的36脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0．96；逆变部分采用IGCT五电平电压型逆变器输出三相6kV线电压。逆变器采用载波移相PWN调制，且输出采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv／dt。装置试验表明这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

一种新型SVPWM调制方法的研究与实现

为了得到适用于级联型多电平逆变器的易于DSP数字实现的空间矢量法,本文结合载波移相技术和电压空间矢量调制法的优点,提出了一种新型的空间矢量移相控制法。首先推导出级联型逆变器一级模型在60°坐标系的空间状态方程,得出相应的SVPWM控制方法,再根据载波移相思想推导出N串级联型变频器的空间矢量移相法。通过MATLAB/simulink仿真与实验结论验证此方法的可行性,具有输出电压谐波含量低、直流侧电压利用率高等优点,适用于级联型中高压变频器和级联型电网功率补偿装置。     

单元级联型变频器SPWM控制算法研究及实现

简单介绍了级联型多电平变频器的拓扑结构及其级联输出.详细研究并分析了单元串联多电平变频器的多载波式控制算法.应用Madab软件对11电平的单元级联型系统进行了建模和算法仿真.仿真结果表明,采用载波移相方法,级联式多电平变频器具有优越的控制性能,输出电压波形非常接近正弦波,电压变化率小,输出电压和电流的谐波含量小、共模电压小等.采用基于DSP和FPGA产生30路SPWM控制信号,试验输出电压波形进一步证明了仿真结果的正确性.     

基于载波相移角度的级联型多电平变频器输出性能的研究

载波相移PWM技术应用于级联型多电平变频器可以在较低的器件开关频率下实现较高开关频率的效果，从而提高其输出性能，但是不同的载波相移角度，输出性能并不完全一样，因此对载波相移PWM技术的相移角度同级联型多电平变频器输出性能进行了研究。该文通过数学推导和理论分析，得出载波移相180°/N和360°/N两种移相方式的输出性能同级联数目的奇偶数有关，当级联数目为奇数时，两者输出性能相差不大，但当级联数目为偶数时，两者的输出电压电平数，等效开关频率及谐波范围均不一样，载波移相180°/N方式比360°/N移相方式优，更适合工程应用。最后通过大量的仿真和实验验证了理论分析及相关结论的正确性。     

多级串联高压大功率矩阵变换器的研究

提出和采用载波移相调制原理,仿真分析一种降压变压器次级绕组功率平衡的多级串联高压变频器,即一个次级变压器承担对称的3个三相-单相矩阵变换器输出,输出相位相同的三相-单相矩阵变换器通过升压变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、单相矩阵变换器阵列、载侧高频升压变压器以及滤波电路构成。仿真结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本特征。     

级联型高压变频器输出谐波研究

介绍了高压变频器研究的现实意义和注意事项，并在多电压胞级联型高压变频器的基础上，仿真分析了不同SPWM控制策略下变频器的波形输出和谐波频谱，阐明了级联电压胞数，调制参数、死区延迟等其它因素对输出谐波的影响，并在此基础上指出了优化输出谐波的方法，对高压变频器的输出谐波抑止和实现研究有一定的参考价值。     

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...     

Reduced common-mode modulation strategies for cascaded multilevel inverters

This paper presents modulation strategies for cascaded multilevel inverters that substantially eliminate common-mode voltage on the output phases. The paper begins by developing generic multilevel inverter reference waveforms that use only "allowed" space vectors to achieve reduced common-mode voltage. A graphical technique is then proposed that allows various carrier disposition modulation strategies for a diode-clamped inverter to be converted to equivalent modulation of a cascaded inverter for any fundamental reference waveform. This graphical technique is confirmed for both alternative phase opposition disposition and phase disposition equivalent modulation of a cascaded inverter, and is then used to create reduced common-mode modulation strategies for cascaded inverters from their equivalent counterparts for diode-clamped inverters under both continuous and discontinuous switching conditions. The strategies have been confirmed by both simulation and experimental results obtained using a cascaded five-level inverter.     

二极管钳位型级联多电平逆变器新型SPWM研究

针对目前级联型多电平逆变器正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)数字化实现问题,分析常规载波调制SPWM算法的工作原理,提出了一种基于脉冲编码与轮换的多电平SPWM调制策略。通过对正弦调制波的提取变换,进行单载波"量化"调制,并采用脉冲编码与轮换控制技术,对"量化"后的信号进行脉冲编码和脉冲轮换,均衡各逆变单元的输出电压与输出功率,以及单元内部电容电压。仿真结果表明,与同相层叠载波SPWM调制策略相比,该调制具有更好的控制效果和更小的计算量;另外,控制算法的消耗资源对比分析表明,所提的控制算法较常规的SPWM算法更节省硬件资源。     

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略.从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础.同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证.基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步.实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景.     

基于载波移相控制的单元串联多电平变频器的分析研究

简单介绍单元串联多电平变频器的拓扑结构和载波移相控制的工作原理,提出了3种不同的方法生成H桥功率模块的PWM开关信号,并分析在各个控制方式下输出电压波形和谐波成分的不同。使用MATLAB软件进行系统仿真,分析在调制比M降低时对输出相电压、线电压和电流的影响,以及谐波含量和谐波总畸变率(THD)的变化。     

中压级联H桥换流器提高输出电能质量的锯齿载波NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(nearest level pulse width modulation,NL-PWM)技术是将最近电平调制(nearest level modulation, NLM)与脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)有机结合的先进调制策略,适用于中压配电网级联H桥换流器,具有开关频率低和谐波特性好的优点。现有的NL-PWM调制基于三角载波,在中压配电网应用CHB子模块数较少的情况下,其输出电压的THD含量相对较高,并且其开关点随参考电压变化,不利于均压控制。由于锯齿载波具有固定的跳变点便于均压控制,通过对NL-PWM调制的基本原理的分析,推导了基于锯齿载波的NL-PWM输出电压波形的频谱;通过仿真分析了不同电平情况下锯齿载波NL-PWM的谐波特性,并将其调制性能与基于三角载波的NL-PWM调制方法进行了对比。最后,搭建了每相4个H桥模块级联的电力电子换流器进行了基于锯齿载波NL-PWM调制的实验验证。仿真和实验结果表明,锯齿载波的NL-PWM调制的输出电压和电流THD含量明显小于三角载波的NL-PWM调制。     

T型H桥级联多电平变换器的改进型脉宽调制策略

针对T型H桥级联变换器的拓扑结构及其调制策略进行分析和研究,提出了基于载波移相脉宽调制(CPS-PWM)的改进型调制策略。以单极倍频CPS-PWM所得的虚拟五电平波形作为T型H桥的输出目标,结合T型H桥变换器输出不同电平时的开关模式,遵循"改变最少个数开关管状态来实现输出电平改变"原则,逆向推导T型H桥变换器的PWM信号,并在此基础上给出基于T型H桥单元级联多电平变换器的调制策略。搭建了基于T型H桥级联的单相静止同步补偿器(STATCOM)样机,分析了T型H桥上、下电容均压策略,最后通过仿真和实验结果验证所提调制策略以及电容均压策略的正确性和可行性。     

级联多电平逆变器的工作原理分析

以每相两功率单元串联为例,介绍了级联多电平逆变器的拓扑结构和相位移载波SPWM调制策略,阐述了该多单元级联逆变器在SPWM调制方法下的工作原理,从理论上分析了逆变器开关切换、输出电压、电流流向以及共模电压的情况,说明了相位移载波SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础。