电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究

本文第一部分对单相级联型逆变器的几种PWM调制技术较详细的理论和仿真对比分析，找出它们的内在联系，并从中找出单相级联型逆变器的最佳调制方案。第二部分针对该种调制方案应用电压电流双闭环瞬时值反馈技术制作了一台原理样机，瞬时值控制技术的采用可以加快系统的动态响应和提高非线性负载适应能力。在电流控制环中，用电容电流反馈取代传统的电感电流反馈可以显著提高系统的外特性硬度。仿真和试验验证了电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器具有优良的稳态和动态性能。     

级联多电平光伏并网逆变器研究

介绍了采用级联H桥的光伏并网逆变器拓扑结构.调制方式上选择载波相移正弦脉宽调制技术(CPSSPWM),该技术可增加输出电压电平数并使其谐波含量更小.采用电压外环、功率内环的双闭环并网控制策略,电压环可独立控制各单元的直流侧电压,使得每个单元都可跟踪各自的最大功率点(MPP);功率环不仅可控制输出电流的功率因数,而且可平...     

基于相移级联多电平逆变器的STATCOM研究

针对目前静态同步补偿器(STATCOM)存在的问题,提出了将级联多电平逆变器作为STATCOM的主拓扑,运用相移SPWM(PSSPWM)调制的解决方案,详细阐述了其工作原理和控制方法。MATLAB的仿真结果表明,它既能省去庞大笨重的变压器,减小功耗;还可以成倍提高等效载波频率,降低输出谐波含量,使级联逆变器拓扑成为STATCOM的首选。     

一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动.提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑.将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行.提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波.对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证.所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点.仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性.     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行.在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务.最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题.     

多电平逆变器载波相移SPWM与移相空间矢量控制策略的研究

载波相移SPWM调制法目前是级联型逆变器的主流调制方法,其等效载波频率高,谐波特性好,功率单元之间输出功率平衡。而移相空间矢量调制法基于传统的两电平空间矢量调制法,并采用载波移相的思想,因此兼有空间矢量法和载波相移SPWM法的优势,谐波特性好,电压利用率高,且控制方法简单便于数字实现,可与矢量控制和直接转矩控制等各种现代方法相结合应用于电机的变频调速系统中。本文以三级级联型逆变器为例对载波相移SPWM调制法和移相空间矢量调制法分别进行了研究,通过仿真对比,总结出移相空间矢量调制法与载波相移SPWM调制法的异同和所具有的优势。     

级联型并联有源电力滤波器应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了所采用的基于自适应噪声抵消法的谐波电流检测,以及基于滑模控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了该SAPF能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用

提出了级联型相移SPWM变流器的概念,该变流器能在较低的器件开关频率下实现较高开关频率的效果,具有结构简单、传输频带宽、动态响应好等优点。通过仿真证明该技术在电力有源滤波器这样的大功率场合具有广泛的应用前景。     

基于数学推导的级联多电平逆变器性能研究

载波相移SPWM技术应用于级联型多电平逆变器,可以达到提高等效开关频率,改善输出性能的效果,而载波相移角度差π/N和2π/N两种移相方式,对不同级联数目的逆变器输出有不同影响.当三相逆变器中功率单元发生故障被切除后,输出电压不再平衡.而利用中性点偏移技术,可使逆变器输出线电压重新达到平衡,从而具备较好的容错能力.通过对载波相移PWM技术和中性点偏移原理的数学推导,得出采用载波相移角π/N方式与中性点偏移技术,逆变器输出性能有较大提高的结论.最后对级联型9电平逆变器A相中某一功率单元故障后状况进行仿真实验,验证了数学推导的正确性.     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行。在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务。最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题。     

改进的同相层叠型SPWM控制级联多电平逆变器

载波移相(CPS)控制策略常用于级联型多电平逆变器,它可自然实现各级联单元输出功率平衡。但是,从输出线电压频谱分布来看,CPS控制没有同相层叠型(PD)控制好。因为将CPS直接应用于级联型多电平逆变器时,各级联单元不能自然实现输出功率均衡。受CPS控制三角载波位置关系的启发,提出一种改进PD控制。将PD的三角载波进行重构,不仅可保留输出线电压波形质量最优,同时还能自然实现各级联单元输出功率均衡。     

一种新颖的单电源级联型多电平逆变器

从经济性和功率集成角度提出一种单电源级联型多电平逆变器。该拓扑在保留了传统级联型多电平逆变器中单管耐压低、所需器件少、易于模块化的优点上,其直流侧仅有一个独立电源,其它电源可用电容代替。通过引入充电开关管组,电源可为电容频繁地充电,使电容电压在一定程度上保持恒定。独立电源和电容有效组合使得多电平逆变器稳定运行。详细地介绍单电源级联型七电平逆变器的工作原理及采用的载波移相调制策略;通过数学推导得到电容电压稳定性的影响因素,结果用于电容参数设计;充电损耗也进行了计算;控制系统通过TMS320LF2407A DSP 和XC3S400FPGA 数字化实现。搭建一台1 kW 逆变器样机,验证了提出拓扑的可行性。     

级联型逆变器输出电平的研究

传统级联型逆变器的每个级联逆变单元通常是完全一样的,这样会限制输出电平的数目。本文提出在级联单元数不变的情况下,通过改变每个级联单元输入电压之间的变比,得到更多的输出电平,使输出电压波形更接近于正弦波。本文介绍了电流SPWM控制方法,对其在不同输出电平时的控制规则进行了描述,并对该控制技术进行了频谱分析。实验结果证明,该方案是正确可行的。     

半桥级联型三相多电平逆变器及其控制

把传统级联型三相多电平逆变器的H全桥单元,改为半桥单元,可减少一半的功率器件数和两个主电源。分别分析了倍压、等压电源供电情况下的SPWM调制控制方法,以及调制结果。利用等能量和等电量方法,解出电源功率分配比和倒灌功率比。倍压电源供电逆变的倒灌功率,可通过增大电源电容量和PWM软件算法,使倒灌功率的影响减至很小。等压电源供电逆变,利用循环脉冲控制,可使除公用电源外的级联电源功率达到均衡。     

级联H桥逆变器差补调制方式的研究

详细介绍了单个H桥及级联型逆变器的结构,并对正弦差补调制方式控制下H桥的输出电压进行了详细的谐波分析。差补调制方式控制的H桥能够输出3种电平,能够消除大部分低次谐波及所有的偶次谐波,主要谐波频带远离基波,且范围是两电平的2倍。多个H桥级联后的系统输出具有良好的谐波特性,无需滤波即可直接作用于电机。仿真结果和理论分析一致。     

级联型多电平逆变器准单极性控制策略

级联型多电平逆变器采用低压H桥串联实现高压输出,其良好的输出电压与电流波形,使其在中高压变频器中逐渐得到广泛的运用.而对级联多电平逆变器的控制均采用双极性多重载波水平移相控制,需要实时计算多重载波与调制波比较产生的多路PWM波,所以主控制器工作量较大,且容易产生较大的计算误差.提出了"准单极性"多重载波水平移相控制,载波仅为正极性,且有一半周期为零电平,其可大大降低主控制器工作量与减小计算误差,实验结果证明了其较双极性多重载波水平移相控制具有更好的输出电压波形和启动性能,其在级联型多电平逆变器中不失为一种有效的控制方法.     

级联型多电平高压变频器研究

介绍了级联型多电平变频器的主电路拓扑及其工作原理,并阐述了载波相移脉宽调制技术的基本原理。设计了一台级联型多电平变频器样机,试验波形验证理论的可行性。该变频器采用模块化结构,发展前景好。