多电平逆变器新型空间矢量调制算法

多电平逆变器空间矢量调制过程繁琐,基于参考电压分解理论,提出了一种适用于任何电平数逆变器的新型空间矢量调制算法。该调制算法将六个扇区内参考电压归一化至第一扇区,然后将参考电压直接分解至两电平,代入两电平空间矢量调制算法计算矢量作用时间,由两电平开关状态作用顺序进行反修正得到第一扇区等效开关状态,再经过反归一化获得六个扇区内开关状态作用顺序。实验结果验证了算法的可行性和有效性,且调制过程简单,易于实现,占用处理器资源少,实时性高。     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量调制方法

提出了一种新的多电平逆变器的参考电压分解理论 ,将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量。针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题 ,提出了一种新型的基于参考电压矢量分解理论的多电平逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成 ,这样 ,多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题 ,计算过程十分简单和快速。另外 ,通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态 ,以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目 ,仿真结果验证了它的有效性。     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量控制方法

提出了一种新的多平逆变器的参考电压分解理论，将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量，针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题，提出了一种新的基于参考电压矢量分解理论的多电逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成，这样，多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题，计算过程十分简单和快速，另外，通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态，以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目，仿真结果验证了它的有效性。     

单相多电平逆变器空间矢量调制技术及其应用

将空间矢量调制引入单相多电平逆变器之中,提出了单相多电平空间矢量调制技术.根据单相多电平逆变器的一般模型,给出了其空间矢量图,推导了单相多电平空间矢量调制技术的调制原理.以混合级联七电平逆变器为例,采用单相多电平空间矢量调制,实现了两种调制算法的仿真和试验.仿真和试验结果表明,单相多电平空间矢量调制技术将复杂的开关状态...     

减小共模电压的通用多电平SVPWM算法及FPGA实现

针对电平数增加造成开关矢量数目增多,导致多电平空间矢量脉宽调制算法实现复杂的问题,提出一种通用的多电平空间矢量脉宽调制快速计算方法.该方法基于参考电压分解,利用相电压合成电压矢量,能快速确定合成电压矢量及计算各矢量的作用时间,具有清晰的物理概念.讨论了为减小输出共模电压的7段/5段式空间矢量脉宽调制开关序列的生成方法及FPGA实现的简化方法.所提出的调制算法具有通用性,适用于任意电平且复杂程度与电平数无关,输出共模电压小,始终限制在单位电平的2/3以下,相电压波形正弦对称,谐波含量少.算法计算量小,无需查找表,FPGA实现容易,占用资源少.     

五电平逆变器空间矢量欠调制模式的研究

采用空间矢量调制的多电平逆变器受到了越来越广泛的重视.但随着电平数的增加,空间矢量成几何级数增多,五电平逆变器的空间矢量个数多达125个,这给空间矢量调制的实现带来了极大困难.目前文献仅限于研究三电平逆变器的空间矢量实现算法,或笼统给出多电平逆变器的通用算法,都缺乏对五电平逆变器的空间矢量的具体算法以及如何利用具体每一个冗余开关矢量、开关状态等问题的实现进行细致的研究.本文针对合理地利用每个开关矢量,确定了每个开关矢量的作用时间和作用次序,得到了欠调制模式下五电平逆变器每个空间矢量的开关函数;并通过仿真,证明了所提出的算法的有效性和正确性,对于进一步研究五电平逆变器应用于交流传动领域具有重要的意义.     

基于电容电压平衡的五电平堆叠多单元变流器空间矢量调制策略*

文中提出一种基于电容电压平衡的五电平堆叠多单元(SM,Stacked Multicell)变流器的空间矢量控制策略,使空间矢量调制(SVM)算法能应用于堆叠多单元变流器(SMC,Stacked Multicell Converters)这种新型拓扑结构的变流器中。通过对五电平SM变流器拓扑的研究,得出单相电路所有可能的开关状态及其对应的电流通路,并由此分析各个开关状态对电容电压的影响。在不改变空间矢量调制算法计算得出的冗余矢量和占空比的前提下,控制策略仅仅通过开关状态的选择达到同时调整悬浮电容和母线电容电压的效果。因此该控制策略能将任何空间矢量调制算法应用于SM变流器,抑制变流器的悬浮电容与母线电容的中点电位偏移。在Matlab/Simulink中构建SM变流器并进行仿真,仿真的结果证明了该控制策略的有效性。     

多电平变换器简化虚拟矢量PWM及应用

二极管钳位型变换器存在着直流母线电容电压不平衡的问题,对于多电平(>3)拓扑,传统空间矢量PWM在单位功率因数且调制比高于0.55时无法实现中点电压平衡,已有的虚拟矢量PWM随着电平数的增多计算负担急剧增加。针对这一问题,该文提出一种简化虚拟矢量PWM算法,通过组合2个或多个相邻的开关状态来定义新的虚拟开关状态,使得每个虚拟开关状态下流过所有中性点的电流相等,从而保证理想稳态条件下中点电压的自平衡。另外,简化虚拟PWM将任意电平的空间矢量图转换为三电平空间矢量图,简化了子扇区的辨识和占空比的计算。对五电平二极管钳位型变换器的仿真和实验结果表明,简化虚拟矢量PWM可以在全调制比和全功率因数范围内实现直流母线中点电压平衡,验证了该算法的有效性。     

H桥级联三相大功率逆变器SVM优化控制策略

传统空间矢量调制(space vector modulation,SVM)算法需要进行矢量判断、冗余选择等复杂运算,当输出电平数较高时,导致控制算法异常复杂而难以实现。为降低多电平SVM算法复杂度,提出一种基于SVM思想的级联型多电平逆变器优化控制策略,利用当级联级数增多时空间矢量密度也增大的特点,获得大幅度简化、具有较小控制误差的新型多电平空间矢量调制控制策略。该算法在较低的开关频率下,相比三角载波移相控制算法,可以得到电压谐波总畸变率(total harmonic voltage distortion,THDu)较低的输出电压波形。理论分析和实验研究均证明了所提新型H桥级联多电平SVM控制策略的有效性和可行性。该控制算法已成功应用于某型级联高压逆变器产品中。     

基于三电平中矢量的零共模电压算法研究

针对传统的共模电压抑制方法都无法从算法上彻底消除共模电压的问题,提出一种新的算法。通过三电平变流器的有效开关状态,对共模电压进行分析,并得出中矢量调制共模电压为零的结论。通过对两电平调制出的PWM脉冲波进行分配和调整,产生一组对三电平变流器有效的中矢量开关状态。采用中矢量调制从算法上消除共模电压,并通过Matlab仿真和实验验证了结论的正确性和可用性。     

一种新的N电平电压源逆变器的空间矢量调制算法

随着逆变器电平数的增加,其空间矢量调制算法(space vector pulse-width modulation,SVPWM)也越来越复杂。该文提出一种任意电平逆变器的SVPWM算法。对两电平逆变器的矢量作用时间进行线性变换,可获得任意电平逆变器中合成参考矢量的电压矢量及其作用时间。推导出任意电平和两电平之间的电压矢量及其作用时间变换矩阵。讨论任意电平逆变器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)序列,提出一种电力电子器件损耗均匀分配的序列方式。最后,通过仿真验证算法的可移植性,在三电平实验室样机上,验证算法能满足逆变器控制的实时性要求。     

一种通用的H桥级联多电平逆变器SVPWM控制

H桥级联多电平逆变器调速系统中,电压矢量数目过多,存在计算困难及电压矢量优化选择的问题.对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析,提出了一种简单、通用的电压空间矢量脉宽调制( SVPWM)控制算法.该算法可减小谐波畸变,降低开关频率,能很容易地确定参考电压矢量位置和各矢量作用时间,且占用存储空间小,无需查表.最后,通过13电平H桥级联型逆变器驱动系统的实验,验证了该方法的有效性.     

基于载波调制的三电平整流器控制

在研究多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上提出了一种与SVPWM算法等效的三电平载波调制(TCPWM)算法,并给出了统一的零序分量表达式。与SVPWM相比,该算法不仅在输出畸变率、直流电压利用率等指标上与SVPWM算法完全相同,且具有运算时间短、算法简单、易于实现等特点。最后将TCPWM算法运用在三电平整流器中,实验结果验证了TCPWM算法的可行性。     

五相电压源逆变器SVPWM优化算法

为使五相电压源逆变器同时获得最大电压利用率及最小输出电压谐波,在分析两种SVPWM算法调制机理的基础上,设计了一种改进的相邻最近四矢量SVPWM算法。该算法在调制比为0~1.051 4范围内,通过消除谐波空间合成矢量,使得输出电压谐波为零;在调制比为1.051 4~1.23 1范围内,通过优化重新分配电压矢量作用时间来合成参考电压矢量,保证了谐波空间的合成矢量最小,使逆变器工作在最优状态。构建了五相电压源逆变器仿真模型以及FPGA实验平台,仿真和实验结果表明:在整个线性调制范围内,优化算法能够使五相电压源逆变器的输出电压谐波最小。     

基于矢量分解的多电平逆变器简化SVPWM算法

为进一步提升多电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法的计算效率,并增强其拓展性,提出了一种基于矢量分解的简化算法.介绍了一种基于虚拟作用时间的两电平SVPWM算法,不需经过区域判断即可实现基本电压矢量作用时间的统一计算,从而减少算法计算量;通过将参考矢量分解为多电平基本矢量和两电平参考矢量,将多电平空间中电压矢量的合成转化到两电平空间下进行,从而简化多电平SVPWM算法的实现.采用该算法生成多电平基本矢量作用序列及计算其作用时间的复杂度与电平数无关,扩展性较强,便于将其应用于多电平逆变器中.通过三相五电平NPC/H桥逆变器的PSCAD仿真及三电平逆变器的样机实验证明了所提方法的有效性.     

单相三电平H桥两模块级联变换器的一维均压SVPWM算法

针对两模块级联多电平变换器,提出一种利用冗余矢量实现均压的一维空间矢量脉宽调制算法。该算法根据当前作用矢量计算得到下一时刻的作用矢量,矢量的变化是在相邻矢量间进行选择,保证了端口电平不会发生越级跳变的现象,并同时保留所有冗余矢量,最终输出均压能力最强的矢量。给出了均压算法的实现过程,并分析了该算法无越级跳变的矢量变化路径。通过MATLAB/Simulink仿真和小容量实验对算法进行了验证,结果证明了该算法的正确性和可行性,系统动静态性能良好。     

非正交三维坐标系下多电平空间矢量调制策略

脉冲宽度调制是三相四线制多电平变流器控制的难点,脉冲宽度调制策略将直接影响零序分量输出控制的优劣,传统三维空间矢量调制策略在电压零序分量控制和算法复杂度两个方面很难取得良好的平衡。提出一种非正交三维坐标系下的空间矢量调制策略。该方法通过建立一种三维非正交坐标系,将传统正交三维空间坐标系下的三角函数运算简化为简单的代数运算,在降低三维空间矢量调制算法复杂性的同时保留对于零序分量的独立控制。另外,针对多电平变流器固有中点电位不平衡问题提出一种简单的控制策略。仿真分析和实验结果验证了所提出的非正交三维坐标系下的调制策略的正确性及有效性。     

三电平APF简化空间矢量调制算法研究

针对有源电力滤波器的PWM调制方法,采用了基于两电平的简化三电平空间电压矢量调制算法,分别对常规三电平空间电压矢量调制方法与简化调制方法进行了分析,通过对比,两个调制算法求得的作用时间和基本作用矢量完全相同,表明简化算法不仅可使计算简化,而且能达到和常规方法完全相同的输出特性,仿真分析结果也进一步表明了简化方法的有效性。     

改进的无功补偿空间矢量控制策略

以控制电流跟踪误差和恒定开关频率为目标,文中基于空间矢量提出了一种改善型的适用于无功补偿的控制方法。该方法的开关矢量通过参考电压矢量与误差电流在α-β平面直接合成,不再局限于八组基本空间矢量,从而更有效地抑制了误差电流。空间矢量脉宽调制采用三相电压差值来计算相邻基本电压矢量的作用时间,差值算法在实现恒定开关频率的同时大大简化了传统方法的计算量。仿真实验证明了该控制策略简单可靠、鲁棒性强、易于离散化实现,具有良好的补偿性能。     

45°坐标系下级联逆变器简化空间矢量调制及性能优化研究

研究了H桥级联型逆变器在45°坐标系下简化空间矢量调制,其扇区定位与矢量作用时间计算非常简单,并且易于向每相任意个数H桥级联型逆变器扩展。重点研究了45°坐标系中,通过对简化空间矢量调制方法的改进来实现逆变器输出性能的优化。调制方法的改进具体如下:①为了减少逆变器功率器件的开关损耗,研究了开关频率优化算法,在满足逆变器同样输出要求的同时可以有效减少开关次数;②为了减少逆变器产生的共模电压,研究了抑制零序电压输出的调制算法,其可以有效减少逆变器输出电压中的共模电压,使共模电压在极小的电压范围内波动。最后,仿真与实验结果验证了本文所提方法的正确性。