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。     

升压型PWM整流器-逆变器多级串联仿真

高压大功率变频器的设计包括多个方面,其中网侧电流控制、输出电压波形控制是至关重要的两个方面。传统不控整流器本身是非线性的．不利于高压变压器的优化设计。传统电压源逆变器采用单一的单相逆变器结构,不利于功率等级的提高。文中采用单周期控制PWM整流器,并采用逆变器多级串联来提高功率等级,并采用MATLAB／SIMuLINK进...     

高压变频器共模电压仿真研究

该文分析了PWM高压变频器中输出电缆对电机影响、共模电压和三电平逆变器箝位点电位不平衡机理。为有效抑制共模电压对变频器的不良影响，提出了新型拓扑结构：在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中，设置共模电抗器，并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连，并通过小电阻和系统地相连。基于该拓扑结构对6kV／2250kW的电机所进行的仿真结果表明，该拓扑结构可以减小高压变频器的共模电压，提高变频器运行的可靠性。     

河南院研制成功1000kVA/V6kV高压变频器

1000kVA/V6kV高压变频器日前由河南电力试验研究院研制成功。装置采用了基于IGBT器件的功率单元串联多电平拓扑结构,主要包括移相变压器、功率单元、控制系统等组成部分,属于“交-直-交”和“高-高”电压源型变频器。装置将电网侧6kV工频交流电整流成直流电,再将直流电进行逆变,得到电压、频率均可调的交流电输出。由于采用了功率单元串联多电平拓扑结构,     

国产3～10kV中高压变频器主电路现状及改进措施

国产高压变频器主电路型式包括二电平高进高出无需变压器的型式、三电平需要输入三绕组变压器的型式及多电平需要输入移相多绕组变压器的型式三种.具体介绍了国产单元串联多电平中高压变频器的控制型式、优越特性和不足之处,指出了以多相整流输入,三电平输出改进的必要性和具体方法,同时分析了其改进后的性能.     

高压变频器谐波抑制措施的仿真研究

分析了PWM高压变频器谐波成分产生的机理和当变频器接上长输出电缆时对电机的影响。对6000V/2250kW电机的仿真研究发现,在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中,设置共模电抗器,并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连,再通过小电阻和系统地连接的这一新型拓扑结构,可以有效地抑制谐波电压对高压变频器的不良影响。     

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。     

采用IGCT电压型三电平逆变器的高压变频调速器

摘要： 集成门极换向型晶闸管(IGCT)的优良性能使其适合于实现高-高方式的高压变频调速装置。文中提出了基于IGCT中点箝位电压型三电平逆变器的高压变频调速装置主电路，并给出了一台6 kV/1 800 kVA高压变频调速装置的实现。装置交流输入侧采用变压器隔离的24脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0.96，中间直流环节直流电压为10 kV，逆变部分采用中点箝位(NPC)电压型三电平逆变器输出三相6 kV线电压，每只开关器件由2只4.5 kV IGCT器件串联构成。逆变器采用变频的特定谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)，且输出侧采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv/dt。装置采用IGCT作为电子开关进行输出过电流保护。装置实验表明，这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

基于混合七电平电压型逆变器的新型6kV变频器

提出了一种基于混合七电平电压型逆变器的6kV变频器。混合七电平逆变器由1个采用10CT的三相中点箝位三电平逆变器和3个采用IGBT的H桥逆变器串联而成，可充分利用IGCT高压大容量及IGBT高速的特点。PWM控制采用基于参考电压分解的多电平直接PWM算法。数字化实现容易。采用了改进的死区效应补偿方法以获得理想的输出波形。研制了1台基于混合七电平逆变器的交流380V变频调速实验样机。实验结果为新型6kV变频器工业装置的研制打下了基础。     

两种常见电压源型高压变频器的比较

1.引言 随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。近年来,各种高压变频器不断出现,电压源型高压变频器具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高和效率高等优点,应用较为广泛。本文对三电平PWM变频器和单元串联多电平PWM变频器二种应用较为普遍的电压源型高压变频器进行分析比较,指出各自优缺点。 2.三电平PWM电压源型变频器 在PWM电压源型变频器中,当输出电压较高时,为了避免器件串联引起的动态均压问题,同时降低输出谐波和dv/dt,逆变器部分可以采用三电平方式,也称中心点钳位(Neutral Point Clamped:NPC)方式,如图1。逆变部分功率器     

使用六绕组隔离变压器的大电流整流器研究

为提高整流器的电流输出能力,设计了一种基于六绕组隔离变压器的大电流整流器。该整流器使用六绕组隔离变压器作为移相变压器,隔离变压器的原边绕组采用三角形联结,副边绕组相互独立,输出3组相位依次相差120°的单相电压,分别为3组单相整流桥供电,可有效增大电流输出能力。理论分析、仿真及实验结果表明,该大电流整流器的输入侧和负载侧的电能质量与传统的双反星形整流器相同,但电流输出能力为双反星形整流器的1.5倍;另外,该大电流整流器所用隔离变压器的容量要小于双反星形整流器所用变压器的容量,这在一定程度上可以提高该整流器的功率密度。     

基于改进PR控制器的新能源并网检测平台设计

提出一种新能源并网检测平台,用于并网逆变器的性能检测。该平台采用背靠背式PWM变换器的电路拓扑结构,整流器采用基于LC滤波的三相整流器,逆变器采用三个H桥逆变器,分别发生三相电压。检测平台采用电压电流双环控制策略,能够模拟电网电压幅值跌落、三相不平衡、电压谐波及频率偏差等电能质量实际运行情况。为提高输出电压稳态精度,提出一种基波和谐波分开控制的改进的PR控制器,应用于逆变器的控制系统,通过极点配置的方式进行控制参数设计。实验验证了该方法的有效性和可行性。     

基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案

针对当前电气化铁路供电系统中存在的负序、无功、谐波和电分相等问题,顺应铁路高速化、重载化的潮流,提出一种基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案。该同相供电方式的整流侧采用不控整流电路,逆变侧采用H桥级联多电平单相SPWM变流器。由电压有效值和瞬时值双闭环控制,抑制不控整流电路的直流电压波动对逆变侧交流电压的不良影响,为机车负载提供稳定的电压支撑。分析了该新型同相供电系统的工作原理及其在不同工况下的供电性能,并在Matlab/Simulink平台上建立了系统模型。仿真结果验证了该方案的正确性与可行性。     

一种新颖的矩阵式三相/单相变换器的设计与实现

提出了一种新颖的矩阵式三相/单相变换器,变换器由三相整流桥和单相逆变桥组成,其最大特点是开关管只需要采用单极性开关管并且无需直流母线支撑电容。三相整流桥采用基于扇区判断的同步整流控制策略,得到六脉波直流母线电压,并经过单相逆变桥得到频率和幅值可调的单相交流电。设计并制作了一台1.5kVA的样机,PSIM仿真结果和样机实验结果的吻合验证了本文所提出变换器的可行性。     

Three-phase converter models for unbalanced radial power-flow studies

This paper presents a power-converter model intended for balanced and unbalanced radial power-flow studies. A three-phase steady-state model of a power converter (AC/DC-DC/AC) composed of a diode rectifier, a lossless DC link, and a pulse-width-modulated inverter is presented. Both the three-phase rectifier and the three-phase inverter are modeled as three, equivalent, Y-connected single-phase rectifiers and single-phase inverters, respectively. The model is implemented within a three-phase power-flow solver with phase representation. Simulation results on a balanced and an unbalanced 15-bus system are presented.     

Modeling and simulation of ac–dc buck-boost converter fed dc motor with uniform PWM technique

PWM controlled rectifiers can efficiently and economically be employed in low and medium power applications of dc drives and in front-end converters of rectifier–inverter systems while maintaining the advantages of design simplicity and operation reliability of naturally commutated schemes. Due to the high dc voltage that is produced which is greater than the peak voltage of the utility supply, the ac–dc buck-boost converter is especially suited as a front-end power source in variable-speed drive systems to convert the utility supply voltage into a variable dc link voltage where a single-phase or a three-phase utilities power supply is available. In this paper, the dynamic model and steady state equivalent circuit of a single-phase ac–dc buck-boost converter fed dc motor with uniform PWM control is presented. The waveforms of voltage and current, the input and output characteristics of the converter are discussed and verified. Measured, computed and simulated results are shown to be very close and the model is proved to be efficient and accurate.     

A modular power electronic transformer based on a cascaded H-bridge multilevel converter

In this paper a modular power electronic transformer (PET) for feeding critical loads is presented. The PE-based transformer is a multi-cellular step-down converter that can directly connect to medium voltage levels on the primary side and provide a low voltage, highly stable interface for consumer applications. The presented structure consists of three stages: a cascaded H-bridge (CHB) rectifier, an isolation stage, and an output stage. The CHB rectifier serves as an active rectifier to ensure that the input current is sinusoidal, and it converts the high AC input voltage to low DC voltages. The isolated DC/DC converters are then connected to the DC links and provide galvanic isolation between the HV and LV sides. Finally, a three-phase inverter generates the AC output with the desired amplitude and frequency. This paper introduces a new control strategy to maintain DC voltage balance among the CHB converter cells, even if the attached loads are different. The effects of voltage offsets and device mismatches on the equal load-current sharing are investigated, and an active load-current sharing method is presented to balance the load power among the parallel-output cells. The validity of the proposed controllers and the PET performance are verified by simulation and experimental results.     

DC–AC Cascaded H-Bridge Multilevel Boost Inverter With No Inductors for Electric/Hybrid Electric Vehicle Applications

This paper presents a cascaded H-bridge multilevel boost inverter for electric vehicle (EV) and hybrid EV (HEV) applications implemented without the use of inductors. Currently available power inverter systems for HEVs use a dc–dc boost converter to boost the battery voltage for a traditional three-phase inverter. The present HEV traction drive inverters have low power density, are expensive, and have low efficiency because they need a bulky inductor. A cascaded H-bridge multilevel boost inverter design for EV and HEV applications implemented without the use of inductors is proposed in this paper. Traditionally, each H-bridge needs a dc power supply. The proposed design uses a standard three-leg inverter (one leg for each phase) and an H-bridge in series with each inverter leg which uses a capacitor as the dc power source. A fundamental switching scheme is used to do modulation control and to produce a five-level phase voltage. Experiments show that the proposed dc–ac cascaded H-bridge multilevel boost inverter can output a boosted ac voltage without the use of inductors.