并联型APF死区效应分析及对策

针对并联型APF中逆变器存在的死区问题,从基波域和谐波域两方面开展定量分析,运用死区效应的影响指数,对不同死区时间及开关频率等条件下的死区效应进行仿真估计.通过分析逆变器上下桥臂的换流与输出电流流向的关系,结合并联型APF补偿输出为基波和谐波叠加的特点,提出在输出电流过零点附近设置正负对等的判断区间,仅在区间内的输出电流换向阶段加入死区,其他时间通过判断电流方向以封锁相应桥臂触发脉冲的死区处理方法,使得由于死区导致的误差脉冲仅存在于电流过零点附近,降低了死区效应的影响.仿真和实验表明,该方法适用于同时进行谐波和无功补偿的并联型APF.     

基于PCPR控制的APF死区补偿策略

为解决有源电力滤波器(APF)实际输出电流频率范围宽,而传统基于比例谐振控制器(PR)的死区补偿方法补偿频率范围有限的问题,分析死区效应机理及PR控制器的局限性,提出一种基于零极点配置的相位补偿比例谐振(PCPR)控制的死区补偿策略.该方法能够在死区补偿控制器谐振频率超过系统截止频率时对死区效应引起的电流畸变进行精确补偿,不但扩大死区引起谐波电流的补偿范围而且改善了系统动态性能.仿真和实验结果验证了所提补偿策略能有效减小APF网侧输出电流总谐波畸变率.     

有源电力滤波器的死区效应定量分析

有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种动态抑制谐波和补偿无功功率的新型电力电子装置,其输出的电流中含有丰富的谐波成份.APF主电路中的功率器件不可避免地存在死区时间,这将极大地影响APF输出的谐波电流,从而对APF的补偿性能产生消极影响.以三相电压型PWM变流器为研究对象,简要分析并联型APF的工作原理.在此基础上,详细研究了死区时间的产生机理和效应,并通过数学推理定量分析了死区时间的存在对补偿性能的影响,并通过试验证明了数学推理的正确性,最后提出了死区补偿的措施.     

APF逆变器中死区效应研究

有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为一种输出谐波的电力电子装置,其主电路中功率器件死区的存在将对整体的滤波补偿效果产生消极影响。从幅值和相位上分别对死区效应在谐波电流输出中的影响进行了分析,提出了死区补偿方法。通过对输出电流方向的判断,在一种新的改进规则采样法基础上进行脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation),以抵消死区效应对输出产生的消极影响,仿真验证了该方法的有效性。     

一种脉冲式死区补偿方法的研究

死区效应广泛存在于电力电子开关器件控制中,死区时间的存在不仅影响了输出电压的准确度和输出电流的谐波特性,在有些系统中还会导致系统出现不稳定的状况。该文针对逆变器的死区效应进行详细分析,综合考虑开关管的死区时间、开关延时、通断损耗等问题对输出电压和电流的影响,提出一种脉冲式的死区补偿方法。不同于传统意义上的死区补偿方案,该补偿方法针对每个开关周期内的实际作用脉冲进行精确补偿。尤其在低速区域,在保证输出电压准确性的同时可降低输出电流谐波。最后,利用300kW大功率对拖电机平台进行验证,仿真和实验结果都证明了该补偿方案的可行性。     

三电平APF死区效应及其补偿策略研究

为解决三电平有源电力滤波器( APF)存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关状态条件下死区对APF输出的影响进行了研究.针对因存在死区使逆变器输出补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差的问题,提出了通过电流极性判断的电流反馈型死区补偿方法,有效地解决了死区给有源滤波系统带来的补偿...     

有源滤波器中逆变器的死区效应与补偿方法

为解决死区存在造成逆变器输出波形失真的问题,研究了有源滤波器中逆变器的死区效应及其补偿方法。因PWM控制技术产生谐波效率较高,幅值较小,波形接近正弦波,故被广泛采用在有源滤波器(APF)的控制中,但实际应用时,因死区存在使逆变器输出的补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差。故提出了电流反馈型死区补偿方法,它有效地解决了死区给有源滤波系统带来的补偿效果降低问题。仿真证明了该方法的有效性。     

谐波域死区效应分析及补偿方法的研究

针对有源电力滤波器存在的死区问题,本文从基波域和谐波域进行定量分析,并利用死区效应影响系数,对不同死区时间及开关频率等条件下死区对有源电力滤波器(APF)输出的影响进行深入研究。结合工程经验及APF工作的特点,比较研究了3种实用的死区补偿方法,包括:无死区开关控制模式、新型电流反馈死区补偿方法及死区时间在线预补偿方法。为验证该文所述死区补偿方法的有效性,在实验室搭建注入式混合型有源电力滤波器实验平台,实验结果表明,采用该文所述死区补偿方法后,死区的不良影响得到了有效抑制。     

双重d-q空间下五相电压源逆变器空间矢量脉宽调制死区效应分析与补偿

电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)受到死区效应以及开关暂态过程等非线性因素的影响,导致负载电机定子相电流中含有低次谐波,畸变率较大。针对五相VSI系统,在分析其双重d-q子谐波空间及电压矢量空间状态分布的基础上,进行空间矢量脉宽调制算法死区效应的研究。然后,以五相永磁同步电机矢量控制算法为例,根据仿真中设置不同的死区时间得到的电压谐波含量,验证理论分析的正确性,同时对其电流控制方案进行改进,实现双重d-q空间下的谐波电流闭环抑制,从而对VSI系统死区效应进行补偿,达到了消除电机电流中低次谐波的目的。计算机仿真和硬件在环半实物实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。     

单相PWM整流器死区补偿方法

为解决单相整流器死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流钳位效应等问题,分析死区和零电流钳位效应,提出一种基于网侧电压谐振控制器锁相环的观测值进行判断,对单相PWM整流器死区时间进行补偿的新方法。该方法避免了电流检测中的噪声,使得过零点检测更加精确,不会引起相位延迟,并与根据电流值进行直接补偿的方法进行对比分析。所提出的方案能够有效地改善电流波形的正弦程度,且消除了传统方案需要检测电流方向的弊端,同时算法实现简单,具有工程实用价值。仿真和实验结果表明基于网侧电压观测值进行死区补偿方法使网侧输入电流总谐波畸变率更小、补偿效果更明显。     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

有源滤波器控制延时的新型补偿方法

有源滤波器的控制对实时性要求很高,控制延时情况的存在对谐波治理效果影响较大,其中可控器件的死区效应和数字化控制器存在是延时的两个主要方面。本文首先分析延时对系统控制的影响,然后根据重复控制能够消除稳定闭环内所有周期性误差的特点,提出采用改进的重复控制技术进行补偿的方法来有效减小延时以提高系统整体性能的方案。仿真和实验结果验证了延时对控制的影响以及补偿方法的有效性。     

基于傅立叶分析的三相SPWM逆变器死区效应与补偿研究

为了减少逆变器输出波形所含的谐波分量,降低二极管钳位型三电平逆变器的死区效应对输出电压基波和低次谐波的影响,提出了适用于二极管钳位型三电平逆变器的死区补偿方法。利用傅立叶变换分析了三相SPWM逆变器死区时间影响输出波形谐波分量的机理,在载波的开始和中间分别采样输出电流,根据检测到的输出电流方向调整功率器件的开关动作时刻,最终使得输出电压波形与理论波形一致,达到良好的补偿效果。该方法能有效减小输出谐波含量,并恢复由死区效应引起的有效值损失。通过Matlab仿真,验证了方法的可行性。     

电压源变流器死区效应分析及抑制策略

死区效应是引起电压源变流器非线性特性的主要因素之一,会导致变流器运行性能变差。深入分析了死区效应对变流器的具体影响及传统死区补偿方法存在的问题,提出一种基于新型无差拍控制的变流器重复控制策略,用于抑制死区效应。详细阐述了所提方法的控制结构和原理,对其死区补偿性能和稳定性进行了深入分析。所提方法能有效消除死区效应引起的电流谐波,并能校正输出电流的偏差,使其精确跟踪指令电流。相比于传统死区补偿方法,所提方法不需要额外的硬件检测电路或复杂的电流极性检测算法。实验结果验证了所提方法的正确性和优越性。     

无死区控制在并联型有源电力滤波器中的应用

有源电力滤波器是一种新型的谐波及无功动态补偿装置。并联型有源电力滤波器主电路中功率开关管死区的存在对其补偿性能产生消极影响。根据双极性调制模式下单相并联型有源电力滤波器主电路的工作过程分析了死区效应对补偿性能的影响机理。讨论了无死区控制的可行性,提出将无死区控制应用到有源电力滤波器中,设计了无死区控制逻辑电路,从而避免死区电路的设计,在不增加成本的同时消除了死区效应对有源电力滤波器补偿性能的影响,并一定程度上延长了开关管的寿命,实验结果证明了所提方法的有效性。无死区控制策略可以推广到三相APF系统以及单极调制模式下的APF装置中,对今后APF的深入研究有一定的参考价值。     

计及寄生电容和纹波电流的电压源型逆变器死区效应与补偿方法

电压源型逆变器中固有的死区效应降低了输出电压的品质。为了精确补偿死区效应,需要建立死区效应导致的逆变器输出电压失真的精确模型。但是,已有死区效应模型没有考虑开关管等效并联电容和电感电流纹波对于死区效应的影响,导致死区补偿结果难以优化。本文通过详细分析和推导,发现寄生电容和纹波电流会影响输出电压的精度,并给出了输出电压误差的精确数学表达式。在此基础上,本文提出一种在线、自适应的死区精确补偿方法。最后,通过仿真和实验证明了本文分析的正确性和死区补偿方法的有效性。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

并联型有源电力滤波器死区效应的研究

分析了并联型有源电力滤波器(PAPF)主电路IGBT管的死区效应对滤波装置滤波效果的消极影响,研究了有源滤波器中逆变器的死区效应及其补偿方法.提出了基于改进规则采样算法的脉宽调制(PWM)和通过电流极性判断的电流反馈型死区效应补偿策略.对设计出的样机进行了实验,实验结果证明,该设计方案是有效和正确的.