多电平逆变器通用组合拓扑结构及调制策略的研究

以多单元串联型逆变器拓扑结构为基础,提出了一种多电平逆变器通用组合拓扑结构的构成原则,对多电平逆变器拓扑结构的研究进行了统一.根据该通用拓扑结构所提供的自由度,构造出了几种新型的组合拓扑结构.同时,基于传统的应用于多电平逆变器的多载波SPWM调制策略,提出了对应于组合拓扑结构的组合调制策略.仿真结果验证了组合拓扑结构及组合调制策略的有效性,为多电平逆变器组合拓扑结构的实际应用奠定了基础.     

基于多电平逆变器通用组合拓扑结构的调制策略研究

以级联型多电平逆变器拓扑结构为基础,提出了一种多电平逆变器通用组合拓扑结构的构成原则,对多电平逆变器拓扑结构的研究进行了统一.根据该通用拓扑结构所提供的自由度,构造出了几种新型的组合拓扑结构.同时,基于传统的应用于多电平逆变器的多载波SPWM调制策略,提出了对应于组合拓扑结构的组合调制策略,根据所提出的组合调制策略,很自然地产生了一种基于移相理论的SVPWM.仿真及实验结果验证了组合拓扑结构及组合调制策略的有效性,为多电平逆变器组合拓扑结构的实际应用奠定了基础.     

多电平逆变器载波调制与空间矢量调制的等效关系

目前对于载波调制和空间矢量调制这两种调制方法之间的关系在多电平领域尚缺乏系统的理论分析与比较。文中在一种通用的多电平空间矢量调制算法的基础上,对多电平空间矢量调制和载波调制方法的开关状态及其作用时间分别进行了详细的解析分析,系统地研究并证明了当采用同样的参考电压时,两种方法之间是完全等效的,并且分析方法和结果普遍适用于任意电平数目的情况。进一步分析了这两种调制方法之间等效关系的本质,通过具体试验结果和应用示例验证了这种等效关系并说明了这种等效关系的意义。这两种多电平调制方法之间的等效关系将使多电平脉宽调制控制策略可以在一个统一的体系下进行研究。     

多电平三相逆变器的建模及仿真

文章研究了多电平逆变器的结构.建立了逆变器的数学模型,为解决传统多电平空间矢量PWM方法复杂,难以应用于实际系统的问题,深入研究了多电平的空间矢量PWM方法,提出了一种新型多电平的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法。为验证新方法的正确性,建立了逆变器的Matlab/Simulink仿真模型,仿真初步验证了新型多电平SVPWM方法的可行性,为多电平空间矢量PWM方法的实际应用提供了一种新的思路。     

基于等效电路模型的新型三电平逆变器载波调制方法的研究

提出了一种新型的基于三角载波水平移相的三电平逆变器PWM调制方法。通过分析三电平电压型逆变器主电路结构,建立了相应的等效模型,给出了一种提高等效开关频率的具有二重化特点的载波水平移相调制算法。该调制方法与三电平逆变器空间矢量方法相比,其具有计算简单、实现简单等优点,与一般载波垂直移相调制算法相比,其具有低次谐波小、等效开关频率提高一倍、容易滤波等优点。通过仿真研究,验证了该调制方法的可行性。通过建立等效模型为采用两电平三相逆变器各种调制算法来实现三电平逆变器的控制奠定了研究基础。     

多电平逆变器SVPWM算法研究与实现

分析了多电平逆变器SVPWM的简单算法,该算法易于确定参考矢量的位置及其作用时间,结合相应的开关序列产生逆变器的开关信号。以中点箝位式三电平逆变器为例,介绍了算法的实现,其不仅易于扩展到n电平逆变器中,也适用于级联型逆变器。给出了三电平逆变器的实验结果。     

新型混合级联多电平逆变器拓扑及调制策略

为解决现有非对称级联多电平逆变器存在低压单元电流倒灌和输出电平数少的问题,提出一种基于开关电容电路的混合级联多电平逆变器。首先,在两单元非对称级联H桥型逆变器的低压单元中嵌入一个开关电容电路,有效避免了低压单元电流倒灌,且输出电平数得以增加。然后,为减少所提方案应用于三相系统时所需直流电源的数量,提出了用三电平中点箝位型或T型逆变器电路作为高压单元的三相混合级联多电平逆变器拓扑。之后,针对所提逆变器拓扑的特性,提出了含有移相载波和层叠载波的混合调制策略,在满足逆变器输出高质量正弦脉宽调制电压波形的同时,有效减小了开关电容电压纹波和开关器件的切换频率及开关应力。最后,通过实验验证了所提混合级联多电平逆变器拓扑及调制策略的可行性。     

一种H桥级联型多电平逆变器SVPWM通用算法实现

为解决多电平逆变器SVPWM控制策略实现的复杂问题,采用了一种简单通用的SVPWM算法.此算法基于g-h坐标系,容易确定参考矢量的位置和作用时间,采用开关状态等效法使多电平和两电平的调制策略相一致,降低了器件的开关频率,且此算法可以直接应用于任意电平逆变器系统中.结合3电平H桥级联拓扑开展了仿真和实验研究,仿真和实验结果证明了方法的有效性.     

多通道逆变器空间矢量调制调压技术研究

多通道逆变器(阶梯波合成逆变器)是一种适合于大功率应用的逆变技术,但传统的多通道逆变器不能调节输出电压.将SVPWM调制技术应用于多通道逆变器,不仅可以调节输出电压,而且实现了SVPWM在大功率场合的运用.以4通道逆变器为例,分析了不对称SVPWM方案的基本原理和性能,给出了最优的开关频率和采样偏移角.采用不对称SVPWM方案,在4通道逆变器样机上进行了实验.实验结果证明,采用该方案可以在低开关频率下得到良好的输出电压波形.     

三相多电平电流型逆变器载波相移SPWM技术

载波相移正弦脉宽调制(Carrier Phase Shifted-Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称CPS-SPWM)技术是一种优秀的开关调制策略,能够在较低开关频率下获得等效高频载波的效果,目前已较广泛地应用在电压型多电平逆变器(Voltage Source Inverter,简称VSI)中.首先分析了一类三相电流型多电平逆变器(Current Source Inverter,简称CSI)的工作原理;基于CPS-SPWM技术的调制机理,提出了该技术在该类多电平CSI中应用的可行性,并给出了具体实现方法.最后建立了三相五电平CSI实验系统,验证了CPS-SPWM技术在该类拓扑中应用的可行性和优越性.     

变速风力发电技术中逆变器调制方法研究

随着环境和能源问题的日益严峻,可再生能源的开发,尤其是风力发电技术已被越来越多的国家所重视,而对应用在风力发电系统中的逆变器和调制方法的研究尤为重要。本文针对变速风力发电系统中的逆变器,提出了谐波消除、电流滞环和空间矢量3种PWM控制策略,并对这3种方法进行了具体的分析和比较。仿真和实验结果证明,采用PWM调制策略控制风力发电逆变器不仅可以实现灵活、可靠的控制,而且还可以减小谐波含量,从而提高逆变器输出电能质量。     

一种实用级联式多电平逆变器SVPWM方法研究

目前多电平空间矢量法波形算法大多建立在复杂数学模型之上,并涉及颇为繁琐的矢量选择规则,从而影响其普及性及实用性.提出一种将两电平空间矢量法推广至任意级联数的多电平逆变器,该方法不仅具有物理概念清晰、算法简单、实时性好等优点,更有利于实现高低压变频产品软件平台一体化.理论仿真及电机实验证明该方案切实可行.     

一种电流型三相五电平拓扑及其控制策略的实验研究

在一个三相直接式多电平电流型逆变器(CSI)中利用PWM技术来消除输出电流谐波是非常困难的,为此提出了一种新的三相直接式五电平拓扑,并分析了其工作原理。文中运用解耦的方式,提出一种针对该拓扑的PWM控制技术,最终建立了一个三相五电平CSI的实验系统,验证了结论。随着超导储能系统技术的发展及应用,电流型多电平变流器将具有广泛的应用前景。     

一种非对称多电平逆变器的研究

在级联式拓扑结构的基础上,提出了一种非对称多电平逆变器,该逆变器的每个单元采用将1个二电平逆变器和几个三电平H桥串联组成,控制系统由DSP和FPGA组成.详细描述了该逆变器的拓扑结构及控制思想.该逆变器具有结构简单,输出谐波小,精度高等优点.最后通过实验验证了该逆变器的实际运行效果.     

一种基于三电平矢量调制波的多电平调制方法

以五电平为例简述了多电平空间矢量调制（SVM）的实现方法,在此基础上分析了多电平SVM与多电平载波调制的联系和区别,指出多电平SVM比载波调制在开关组合的选择上更加灵活,使得多电平SVM更有利于输出电压波形的优化和输入直流侧的功率平衡,但是多电平SVM的实现相对复杂。因此文中提出了一种改进的多电平调制方法,该方法基于三电平矢量调制波,折衷了多电平SVM和载波调制的优缺点,既利用了SVM在调制波过零点附近增加开关次数来减小输出电压波形畸变的优点,又可以通过三电平矢量调制计算出调制波,使用载波调制的方法实现,使得该方法的计算量不会随着电平数的增多而大幅度增加。所建立的五电平实验模型验证了该方法确实可行。     

Research on Modulation Strategies Based on Multilevel Inverter Universal Hybrid Topology

Based on multi-module-cascaded inverter topology, this study presented a universal multilevel inverter hybrid topology and unified the researches on multilevel inverter topology. According to the freedom of this universal topology, several new hybrid topologies were constructed. Also, based on conventional modulation strategies-- multi-carrier SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation), hybrid modulation strategies were introduced corresponding to hybrid topologies, and a multilevel SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) technique based on phase-shifted theory was naturally produced. Simulation and experiment results prove that hybrid topologies and corresponding modulation strategies are valid, which lay a foundation for practical application of hybrid multilevel inverter topologies.     

基于DSP的新型单相电流型多电平逆变器的研究

现有的多电平变换技术主要是针对电压型逆变器,但随着超导储能技术的发展,电流型逆变器的储能效率问题必将得到解决,电流型多电平逆变器也将得到广泛应用。本文提出了一类新型单相直接式电流型多电平拓扑,该类拓扑结构非常简单,所用开关器件和均流电感的数目非常少。文中分析了由该类拓扑组成的单相五电平、七电平变流器的工作原理,并将拓扑扩展到N电平的情况。针对所提出的单相五电平电流型逆变器,进行了仿真分析。最后根据实验情况,给出了一种用DSP产生控制信号的方法。五电平电路的仿真结果和实验波形验证了所提出拓扑的正确性和可行性。     

基于DSP的SVPWM逆变电源的仿真研究

针对传统脉冲宽度调制(SVPWM)的逆变电源,效率低,可靠性差等缺点,采用空间电压脉宽调制(SVPWM)技术改善逆变电源的输出波形质量,并在Matlab/Simulink环境下对SVPWM控制的逆变器系统进行了仿真,给出了相应的仿真结果。为了实现全数字化控制,提出了用DSP生成SVPWM的方法。在分析TMS320LF2407数字信号处理器芯片特点的基础上,给出系统实现的软硬件结构。该系统电路简单、可靠性高。     

并网逆变器控制方法研究

研究了一种应用于风力发电的三相并网逆变器的控制策略,首先建立了两相同步旋转坐标系下三相并网逆变器的数学模型,在此基础上给出了基于空间矢量调制的网侧电流闭环控制策略,实现了电流环的解耦控制和电网电压前馈,提高了系统的动态响应。最后给出了空间矢量调制的算法,仿真和实验结果均表明,采用该控制策略,系统不仅具有快速的动态响应,而且能够提高并网电能质量,实现单位功率因数并网。     

组合变流器降低开关损耗的SVPWM技术研究

为了降低开关器件开关的频率和损耗,采用相移采样SVPWM技术并根据减小最大开关电流的原则,提出了根据负载电流的相位动态调整各个变流器单元注入的零序分量,使不开关区间尽可能接近负载电流最大的区间的方法以降低各开关器件的最大开关电流,减小组合变流器的开关损耗。理论分析和PSCAD/EMTDC数字仿真证明所提方案正确有效。