一种三相五电平电流型逆变器拓扑及其PWM控制方法的研究

多电平变流器具有输出谐波小、功率容量大、电磁兼容性好等特性而越来越引起人们的重视。随着超导储能技术的发展,电感储能效率的不断提高,在某些大功率应用场合,电流型逆变器也将发挥出其特定的优点。因此,电流型多电平逆变器拓扑和控制策略的研究具有一定的实际意义。文中提出了一种三相5电平电流型逆变器拓扑,并分析了其工作原理。对多载波PWM控制方法进行简化,采用两个相位相反的三角载波得到3电平信号,经过解耦处理,得到了一种适合于该拓扑的5电平PWM开关控制策略,并进行了仿真验证。最后,建立了一个三相5电平CSI的实验系统,对文中所给的拓扑和控制方法进行了验证。     

七开关十五电平逆变器调制策略及功率均衡方法

传统混合级联三单元十五电平逆变器所需开关管较多,且在传统调制策略下存在输出功率不均衡问题。针对以上问题,提出了一种七开关十五电平逆变器拓扑及其功率均衡方法。该逆变器构成思想为先将直流电源、开关管以及二极管相结合组成基本单元输出正电平,然后经过H桥将电平变为正和负电平,实现输出多电平的功能大大降低了开关器件数量。采用阶梯波合成与特定谐波消除相结合的调制策略,仿真和实验结果表明该功率均衡调制策略能使逆变器3个不同电压等级单元在半周期内实现功率均衡,降低输出电压低次谐波含量。     

DSP在逆变器PWM控制中的应用

以TI公司的TMS320LF2407A芯片为例,介绍了DSP在逆变器控制中的应用,并详细描述了各类PWM波形特别是特定谐波消除PWM(SHEPWM)的产生办法。对于工程人员认识和使用DSP有很好的指导作用。     

基于Walsh变换的多电平逆变器谐波消除技术

将Walsh函数引入到多电平逆变器选择性消谐法(SHE)开关角的求解中.为此,在介绍Fourier-Walsh变换的基础上,得出了级联型多电平逆变器基于Walsh函数的消谐模型,并提出了一种快速求解消谐模型在基波幅值整个变化范围内开关角的全部解的方法.应用分析表明所提方法是可行的,级联型多电平逆变器开关角的解是关于基波幅值的分段线性方程.因此,所得的分段线性方程解决了逆变器SHEPWM技术在线求解开关角的难题.最后,多个算例的计算结果和实验结果证实了该方法的正确性.     

一类单相电流型多电平逆变器拓扑及其PWM方法的研究

现有的关于多电平逆变器的研究工作主要是针对电压型多电平逆变器(VSI)，电流型多电平逆变器(CSI)的研究成果较少。该文提出了一类单相多电平CSI拓扑，结构简单，所用开关器件数和分流电感数较少；由于拓扑具有自均流特性，即使在电路器件非理想的情况下，无需闭环控制仍然可以实现电流的均衡。文中分析了该类5电平拓扑的工作原理以及分流电感的自均流原理；通过引入多载波POD SPWM 技术，给出了该技术在该类拓扑中的具体实现方法。文中最后给出了仿真和实验结果。     

适用于三电平逆变器的特定谐波消除脉宽调制方法

特定谐波消除脉宽调制方法SHEPWM近来受到人们的普遍关注，其通过开关时刻的优化选择，消除选定的低次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点。本文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

基于GA多电平逆变器SHEPWM控制技术

针对于传统数值算法在求解多电平逆变器特定次谐波消除脉宽调制(SHEWM)消谐模型时对开关角度初值依赖程度较高的问题,提出了采用遗传算法(GA)对多电平逆变器SHEPWM消谐进行求解的方法。该方法在无需初值的情况下,仅通过GA的优化计算即可得到满足各种消谐效果的开关角度解集。最后进行了仿真和实验验证,结果验证了该方法和所求取的开关角度解正确有效。     

多电平逆变器载波PWM控制方法的仿真研究

讨论了多电平逆变器的PWM控制方法，介绍了它们的原理，为了比较它们的控制效果，采用Matlab软件进行了仿真研究，最后根据仿真结果和分析，得出结论，并对今后的研究提出了建议。     

二级管箝位式多电平逆变器PWM控制方法

本文描述了中点箝位式逆变器、二极管箝位式五电平逆变器基本工作原理。详细分析了三电平逆变器选择谐波消除法(SHEPWM)，并列出了SEPWM方法的开关角轨迹，给出了仿真波形；对五电平逆变器的PWM控制方法展开分析，并给出仿真波形。     

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.     

基于等面积法的多电平逆变器SPWM方法

从脉宽调制的基本原理——冲量定理出发,针对1/4周期对称波形,根据分区内PWM波形与参考信号波形的重心相对位置,选三种典型多电平PWM方案,以五电平逆变器为例,研究并发现了在较低开关频率下输出电压谐波含量与基波控制精度随1/4周期内每个分区中PWM波重心位置的变化规律,以此为依据,提出了基于等面积法的数字化PWM控制的最优算法,可以同时实现高基波控制精度和低波形畸变系数。该PWM方法不受拓扑结构和电平数的约束,适用于所有的多电平逆变器,并且具有计算简单、易于编程和实现等优点,特别适用于对快速性、灵活性和输出波形质量有较高要求的应用场合。以五电平逆变器为例,对多电平逆变器的新型PWM方法进行了仿真和实验研究,结果证明了该PWM方法的有效性和实用性。     

单相逆变器随机PWM选择性消谐滞环随机扩频方法

在随机脉冲宽度调制(RPWM)中,要求逆变器的瞬时开关频率分布在较宽的频率范围内,以获得较好的随机性.然而,当开关频率持续偏高时,逆变器的开关损耗将会增加;当开关频率持续较低时,会引起输出电流纹波的增加.现有的RPWM选择性谐波消除方法在随机扩频的过程中不能有效地控制逆变器的开关频率.该文提出一种单相逆变器RPWM选择...     

选择性谐波消除法在多电平逆变器故障调制中的应用

随着多电平逆变器应用的增多,其开关故障运行控制问题也尤为突出。将选择性谐波消除法SHE(selective harmonic elimination)应用到多电平逆变器的容错控制中,提出一种提高系统可靠性的新型方法。利用SHE方法通过只屏蔽故障单元,不降低非故障相逆变器的容量进行容错。原来的SHE方法只能修正电压幅值,通过改进SHE来修正相移角的容错控制方法,可以使逆变器输出均衡的线电压和负载电压。提出的SHE方法容错控制适用于多电平逆变器的不同拓扑结构,对逆变器的低次谐波消除效果较好,补偿谐波具有灵活性和实用性。仿真和实验结果验证了提出方案的有效性。     

新型三相逆变器及其调制技术的研究

提出了一种新型三相不带或带有很小直流连接电容的逆变器,介绍了仅通过改变相应的调制波来消除逆变器输出电压谐波的重构SPWM技术。该逆变器采用了调制波重构技术,很大程度上消除了输出电压的谐波,同时减小了直流输出滤波器的尺寸。最后通过仿真和实验比较了基于调制波重构技术的新型变换器和基于传统技术的变换器的性能,结果验证了理论分析的正确性。     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。     

一种用于双电机独立控制的逆变器拓扑研究

分析了几种传统的双电机逆变器拓扑。针对存在的问题,提出了一种改进的逆变器拓扑,弥补了传统逆变器拓扑控制复杂且很难独立控制两台电机的问题。在MATLAB/Simulink环境下建立基于该逆变器的永磁同步电机矢量控制的仿真模型。仿真结果表明,所提改进的逆变器拓扑可以实现独立控制且控制简单。     

一种非对称结构新型多电平逆变器及其控制策略

将电力电子基本单元这一概念加以推广,提出了一种新型非对称全桥电路拓扑;详细分析了这种多电平逆变器(Multi-level Inverter,简称MLI)的工作原理和换流模式.根据新型拓扑的特点,提出了具有针对性的SHEPWM控制算法;给出了预期的波形.进一步对单相和三相逆变电路的系统进行了仿真;验证了特定谐波消除的正确性,并证明了单相m电平逆变器组合成三相后,线电压总共有2m-1个电平这一理论.     

一种基于CPLD的特定消谐逆变器设计

分析了特定消谐PWM技术的基本原理.设计了一种基于可编程逻辑器件CPLD和特定消谐PWM技术的单极性单相逆变器触发脉冲发生器,并将其用于所设计的单相逆变器.仿真和样机实验结果表明,逆变器输出谐波含量少、开关损耗小、效率高.同时外围电路简单、可靠性高、实时性好.