三电平Vienna整流器的一种简化SVPWM算法

结合Vienna整流器的等效电路图,分析该拓扑的工作原理,并给出Vienna整流器的空间矢量分布图。传统的三电平SVPWM算法需要涉及较多的三角函数运算,计算比较复杂。探讨一种基于坐标平移思想,将三电平空间坐标系的矢量调制运算转化到两电平空间坐标系下运算的简化算法,以简化扇区判断和矢量作用时间的计算,有利于编程实现。同时给出中点电位平衡控制策略,来控制上下电容电位。最后搭建了实验样机,样机电流畸变小、母线电压稳定且谐波含量低,验证了简化算法和中点电位平衡控制策略的正确性。     

45°坐标下级联逆变器基于三电平逆变器SVM

分解H桥级联型逆变器结构,其实质可等效为多个三电平逆变器的叠加.利用三电平逆变器空间矢量调制( SVM)技术来研究级联型逆变器SVM,可简化其矢量的分析与求取.三电平逆变器在传统的SVM中扇区定位与矢量作用时间计算复杂,为了简化其矢量的求取,研究了其在45°旋转坐标平面中基于三电平逆变器的SVM.最后,通过实验验证了所提方法的正确性.     

基于线电压伏秒平衡的三电平SVM研究

提出了一种新的三电平空间矢量调制(SVM)简化实现方法,该方法通过将参考电压矢量分解到三相静止坐标系ab-bc-ca中,将电压矢量的伏秒平衡转化为线电压的伏秒平衡,经过简单计算得到各桥臂开关管在每个开关周期内的开通时间.证明了该方法本质上与传统SVM方法完全一致,都是基于冲量等效原理,但是由于不用确定电压矢量所在扇区,不用计算正余弦,只需要简单的加减乘除,使得计算时间大幅度减少,并且在控制三电平PWM整流器中点电压平衡方面也具有方便有效的特性.在Matlab/Simulink 7.1中建立了三电平PWM整流器的仿真模型.控制算法仿照DSP程序完全利用S函数实现.     

级联型逆变器的新型简化多电平空间矢量调制方法

传统多电平空间矢量调制(space vector modulation,SVM)方法需要大量的矢量选择等复杂运算,级联数目较高时,算法变得异常复杂而难以实现。该文借鉴载波移相调制的思想,提出一种新颖的基于两电平SVM的简化多电平SVM方法。将各级H桥逆变器施加相同幅值和相位的电压矢量,而将各自的电压矢量更新时间相互错开,进而形成相应的多电平输出电压波形。每个采样周期只需依据两电平SVM算法计算一单元的主、辅电压矢量及其作用时间,计算量与级联数目无关,进而显著简化了算法难度,并增强了可扩展性。三单元情况的仿真和实验结果证明了所提出方法的正确性和可行性。     

基于扇区平滑过渡三电平整流器中点电位滞环控制研究

为了使三相三电平NP C整流器在空间矢量调制过程中实现中点电位的平衡且防止两相开关同时动作和输出电平非单位变化,提出采用具有扇区过渡的直流侧中点电位滞环控制方法对三电平整流器开关序列进行调制.分析了直流侧中点电位滞环控制方法在三电平整流器中的实现方法.阐述了整流器非单相动作和非单位电平输出对系统造成功率开关管承受电压过...     

基于空间矢量调制的Vienna整流器无模型预测电流控制

三相三电平Vienna整流器具有开关应力低、功率因数高等优点。为了消除传统无差拍预测电流控制（DPCC）对系统参数的依赖性,该文提出一种无模型预测电流控制（MFPCC）方法,其特点是利用超局部模型代替原有的Vienna整流器精确模型,并利用过去两个时刻的电压和电流信息实现超局部模型的增益和动态部分的在线更新。进一步结合DPCC预测得到下一时刻参考电压矢量,通过空间矢量调制（SVM）得到开关驱动信号。该方法鲁棒性强、计算量小、稳态和动态性能良好。在参数精确和失配的情况下,对传统DPCC和该文所提方法进行稳态和动态性能对比,仿真和实验结果验证了所提方法的优越性。     

基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制

Vienna整流器的中点电压振荡问题会造成直流侧电容电压分布不均,导致交流侧输入电流波形畸变,开关器件承受电压不一致而损坏等问题。针对Vienna整流器中点电压不平衡的问题,研究了三电平空间矢量调制对Vienna整流器中点电压产生的影响。首先介绍了Vienna整流器的工作原理,然后分析了空间矢量对中点电压的影响,并基于SVPWM调制提出了一种中点电压波动的抑制策略。最后,搭建了15 kW实验样机,验证了所提控制策略的有效性,解决了中点电压不平衡的问题,明显改善了输入电流波形质量。     

适用于双负载模式的Vienna整流器调制方法

在工程应用中，Vienna整流器常处于双负载模式给串联电池组充电以提高效率和降低成本，此时，上、下直流侧的输出电压和功率不再相等，矢量的合成变得非常复杂。文中从载波的角度进行分析，通过注入零序电压实现了上、下直流侧输出功率的解耦和中点电压的主动控制，简化了计算过程。基于Vienna整流器拓扑的输出电平约束和调制约束分析了零序电压的约束条件，并基于上述约束条件给出了不同运行状态下Vienna整流器的上、下直流侧可输出的极限功率，为工程参数设计提供参考。此外，分析了双负载运行状态下Vienna整流器的电流过零畸变问题，提出了抑制电流过零畸变的方法，并直接给出了三相调制电压。实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的优越性。     

一种三电平虚拟空间矢量调制简化方法

虚拟空间矢量调制(VSVPWM)在三电平变换器中点电位平衡控制方面性能优异,可在全工况内实现中点电位平衡.传统的虚拟矢量调制算法中仍采用查表法,占用大量的计算资源.为简化VSVPWM算法,此处基于虚拟空间矢量的空间对称性提出在旋转60°坐标系下的扇区划分和基本矢量作用时间计算.实验结果表明了简化VSVPWM算法的有效性和正确性.     

三电平逆变器空间电压矢量控制算法仿真研究

分析了三电平空间电压矢量调制基本原理,提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制(SpaceVectorMdulation,SVM)算法,给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量的作用顺序和(SpaceVectorPulseWidthMdulation,SVPWM)信号的产生方法,探讨了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因素,并推导了各合成电压矢量的作用时间。用归一法将其他5扇区全部划归一扇区计算。仿真实验结果证实了本文提出的空间电压矢量调制算法的有效性。     

基于LCL滤波的vienna拓扑三相整流技术研究

vienna拓扑整流器具有低开关损耗、三电平电压波形等优点,适于提高系统功率密度。为进一步提高功率密度,将LCL滤波器引入到三相vienna拓扑整流器前端,分析了不同电流反馈下,系统控制系统数字延时对系统稳定性的影响。基于vienna整流器相比普通三相整流器能工作于更高的开关频率的特点,提出利用DSP固有的数字控制的延时特性,在保持一定开关纹波衰减的情况下,合理设计LCL滤波器谐振频率,达到保持系统稳定和减小滤波器体积的目的。最后通过仿真和实验验证了理论推导和分析的合理性。     

基于两类脉宽调制方式本质联系的三电平逆变器中点电压平衡控制的研究

为解决中点钳位式三电平逆变器中点电压波动问题,本文基于三电平逆变器空间矢量调制和三角载波调制两类调制方法的本质联系,提出了一种新的中点电压平衡控制方法.这种方法只需电容电压和负载三相电流信息,通过调整小矢量对的时间分配实现对中点电流的控制,控制算法简便易行,有利于计算机数字实现.仿真和实验研究结果证实了所提控制方法的有效性.     

数字化三相功率因数校正（PFC）技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频PWM整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字功率因数校正电路、三相双开关数字功率因数校正电路、三相三开关数字功率因数校正电路、三相六管高频整流电路以及三相三电平数字化高功率因数整流器的总体数字控制方案。在此基础上,指出了数字化三相高功率因数整流器的发展趋势。     

固定开关频率三电平PWM整流器直接功率控制

以三电平电压型PWM整流器的数学模型为基础,结合瞬时无功理论,推导了瞬时功率和三电平整流桥开关矢量之间的关系,提出了一种固定开关频率的三电平PWM整流器的直接功率控制方法.该方法基于空间电压矢量调制,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制.相对于传统的开关表bang-bang控制方式的直接功率控制,该方法不仅能够实现系统对有功功率和无功功率的直接控制,而且能保证固定的开关频率,简化了滤波器的设计.实验结果表明该控制策略实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能.     

数字化三相功率因数校正技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正(PFC)电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频脉冲宽度调制(PWM)整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字式PFC电路、三相双开关数字式PFC电路、三相三开关数字式PFC电路、三相六管高频整流电路和三相三电平数字式高功率因数整流器的总体数字控制方案.在此基础上,指出了数字式三相高功率因数整流器的发展趋势.     

适用于直驱风力发电系统的三电平两桥臂PWM整流器控制策略

系统分析了新型三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出了基于空间电压矢量的恒频控制策略,并将其应用于直驱风力发电系统整流变换中。该三电平PWM整流器不仅减少了一个桥臂,成本较低,而且控制简单。仿真结果表明,该整流器可以有效抑制注入电网的谐波,减小交流侧的电流波形畸变,实现单位功率因数控制以及能量的双向流动,适用于直驱风力发电系统。     

弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究

传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑.在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重.为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流...     

基于相位补偿的高频Vienna整流器解耦控制方法

针对三相三线制Vienna整流器控制频率与输入电压频率比值较低时dq轴耦合加剧的问题,采用基于复系数传递函数的方法,推导了Vienna整流器电流环的开环传递函数。在同步旋转坐标系下,建立了考虑数字控制延时后的电流环复系数控制模型,对该模型的分析与研究表明,考虑数字控制延时后,传统电流前馈解耦方法不能实现完全解耦。为解决此问题,提出了一种带相位补偿的电流前馈解耦控制方法。该方法将输出的控制信号乘上延时对应的相位补偿量后作为新的控制信号,以消除延时对控制环路的影响,有效提高了电流环的性能。最后搭建了1 000 W的Vienna整流器仿真与实验平台进行验证,仿真与实验结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于相空间重构和支持向量机的三电平逆变器故障诊断技术

针对三电平逆变器交叉两桥臂的两只功率管同时开路故障(非典型故障)诊断问题,提出一种基于相空间重构和支持向量机(SVM)的故障诊断方法。该方法以三相电流为检测信号,为降低特征向量的维数,对三相电流进行了Park变换,然后采用相空间重构技术,对d、q轴电流分别进行重构,得到不同形状、大小和方向的电流轨迹图形,借助图像处理技术从中提取出故障特征向量,将其作为学习样本,在SVM中训练,使分类器能够建立不同特征向量和故障类型的映射关系,实现对二极管中点箝位型(NPC)三电平逆变器的故障诊断。仿真结果表明,该方法能够准确地定位故障元,诊断精度高。