一种多电平逆变器故障诊断与容错控制策略

针对逆变器开关元件的开路故障,提出一种级联H桥多电平逆变器故障诊断与容错控制策略。 在不改变级联H桥多电平逆变器电路拓扑的情况下,通过快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)和主元分析(principal component analysis, PCA)对逆变器原始开路故障数据进行了预处理和特征提取,构建贝叶斯网络(Bayesian network, BN)对级联H桥多电平逆变器开关元件的故障进行快速诊断,根据诊断的结果,基于变载波和调制波电压重构容错控制方法,使逆变器输出电压仍能满足系统平稳运行的要求,通过仿真与试验验证了该策略具有良好的诊断及容错控制性能。     

基于MATLAB的三电平变频器控制算法研究

分析了普通三相电压型变换器的空间矢量控制(SVPWM)的基本原理,对三电平逆变器的SVPWM算法进行了详细的说明.采用MATLAB/Simulink仿真工具,对三电平的SVPWM控制进行了仿真研究,并利用小波变换和人工神经网络对开关器件进行开路故障检测和定位.     

三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制研究

针对临近空间飞行器电驱动系统的高效控制问题,构建一种三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制系统,以减少输出电流的谐波含量,降低转矩脉动,提升驱动系统整体效率。针对三电平逆变器空间电压矢量调制(SVPWM)实现复杂的问题,通过对大、小电压矢量选择的归纳研究,利用矢量的对称性和归一化处理方法,提出一种易于通过可编程器件实现的简洁计算方法,实现不同扇区的统一计算;构建参考矢量的复数表达形式,利用极坐标相角信息简化扇角区间判别。采用Matlab/Simulink分别构建传统两电平逆变器和三电平逆变器直接转矩控制系统进行对比分析,仿真结果验证了该算法在减小电流谐波和削弱转矩脉动方面的有效性。     

空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿方法

针对电压源型空间矢量脉宽调制逆变器的死区效应，提出了一种根据电流矢量判断电流极性的死区补偿方法．分析了因死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量，在不同的电压矢量扇区内根据电流极性的不同，通过矢量合成的方法得出了误差电压矢量的幅值，给出了该矢量和三相电流极性的对应关系，并在静止参考轴系内完成了补偿算法.结果表明，死区效应引起了逆变器输出电压波形畸变，引起了电机电流波形畸变和转矩脉动.该补偿方法能有效改善电机导流波形，提高了逆变器的输出性能．     

电动汽车用三相开绕组永磁同步电机的控制及容错运行

设计了一种新型电动汽车驱动与充电一体化拓扑结构,建立了三相开绕组永磁同步电机(TPOW-PMSM)在两相旋转d、q坐标系下的数学模型。研究了单电源供电的两并联逆变器电压矢量的空间分布状况,当系统处于正常运行状态时,采用了一种中矢量六边形空间矢量脉宽调制(MVH-SVPWM)控制策略,设计了转速、电流双闭环矢量控制系统,实现了系统的无零序电压运行。以单管故障且故障相开路为例,研究了两并联逆变器故障后的电压空间矢量分布,两并联逆变器经拓扑重构为两相2H桥逆变器拓扑,基于该拓扑结构设计了一种改良的小矢量六边形空间矢量脉宽调制(SVH-SVPWM)控制策略并给出了实现方法。TPOWPMSM系统的仿真和样机实验结果表明:本文控制策略能够保证TPOW-PMSM系统在容错前、后都运行状态良好,验证了本文控制策略的有效性和正确性。     

基于MPPT双环控制的三相SVPWM逆变器控制研究

建立基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压电流双环控制的三相逆变器数学模型,提出了以两相同步旋转坐标系下电网电压前馈的三相逆变器控制方案。并考虑光伏组件的效率问题,采用了改进的最大功率点跟踪(MPPT)算法。仿真结果表明:离网逆变器的输出电流稳定,波形失真度较小,光伏系统具有良好的动态性能和跟踪效果,在负载突变时,系统能始终维持恒定输出电压。     

四相开关磁阻电机的容错型功率变换器

在功率管发生开路故障时,为了使开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)功率变换器的电机可继续保持正常功率,基于Maxwell+Simplorer环境,分析了功率变换器主要故障对电机性能的影响,并以不对称半桥型功率变换器为基础,针对功率开关管开路故障,提出了一种容错型功率变换器,即用不相邻正常相桥臂上的器件代替故障器件,有效地隔离了故障元件.结果表明:该功率变换器具有良好的容错性能,能够使电机在故障后继续正常运行.     

Z源逆变器光伏发电系统变量调制范围随动的两级控制研究

Z源逆变器光伏发电系统是一种具有升/降压功能的单级系统,可以通过调节直通占空比实现前级光伏电池的最大功率跟踪（MPPT）控制,然后由逆变器调制因子m实现并网控制.提出了一种直通占空比调制范围上限随动的两级控制策略.该策略兼顾了两级控制和单级控制的优点：充分利用了直通零矢量,使逆变器的调制因子m增大,直流电压利用率高,相应的有源器件的电压应力和逆变器输出电流谐波得到很大地改善;消除了光伏电池和电网之间的影响.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性与实用性.     

基于重复控制的三电平光伏逆变技术

为了改善光伏发电系统的动态和静态性能,针对基于三电平空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）技术的二极管箝位式三电平逆变器,提出采用电压电流双闭环控制与重复控制相结合的复合控制方法,在提高输出波形质量的同时,有效地抑制周期性扰动,增强系统的稳定性.给出12 kVA 640 V DC/220 V 50 Hz AC样机设计,通过Matlab中的Simulink对系统进行仿真.实验和仿真结果均验证了该方法的有效性.     

SVPWM在具有APF的光伏并网逆变器中的应用

在分析电压空间矢量的基础上,建立了具有APF功能的光伏并网逆变器的系统模型,采用ip-iq算法进行电流检测,运用SVPWM技术控制,在进行光伏有功并网的同时补偿无功与谐波电流,改善电网质量,用仿真验证了该方案的有效性。     

一种单相光伏并网逆变器控制技术

为了解决光伏电池最大功率的传输问题,通过建立光伏发电系统的数学模型,提出了一种单相光伏并网逆变器的控制技术.仿真实验显示,该控制方法能够实现对逆变器输出电压、电流的稳定控制,且能够使光伏电池保持最大功率输出,进而验证了该控制方法的有效性和可行性.     

光伏发电系统暂态特性仿真

针对光伏发电系统暂态稳定性差的问题,在PSCAD/EMTDC环境中建立了光伏发电系统的电磁暂态仿真模型,并基于该模型分析了三相短路故障和光照强度跃变等条件下光伏发电系统的暂态响应特性.研究光伏发电系统的物理模型,并建立由光伏阵列、最大功率跟踪模块、升压电路和三相并网逆变器等组成的光伏发电系统动态仿真模型.仿真对比分析了不同运行条件下的光伏逆变器输出有功功率、电压以及电流的暂态特性,结果表明逆变器输出功率和电流会随着光照强度变化而平滑地改变,短路故障则会引起电压跌落和瞬态过电流.     

三电平逆变器空间矢量控制算法比较研究

对三电平逆变器（SVPWM）经典算法和改进算法中电压空间矢量所在的扇区判断、所在的三角形的判断进行了详细的研究,并在确定了矢量所在的位置后根据伏秒特性计算各矢量的作用时间。最后,通过MATLAB对三电平逆变器在空间矢量控制算法下产生的线电压和相电压进行了仿真,并对其产生的谐波进行了分析,通过比较证明了三电平和两电平相比,三电平输出谐波分量较少,能够产生较高的功率质量。     

光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。     

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.     

二极管箝位式五电平变换器直流侧电容电压的控制

多电平变换器能产生多阶梯、低失真电压波形，特别适合于大功率高电压场合。在多电平变换器中，二极管箝位式由于具有不需要独立的直流电源、控制简单等优点倍受青睐。但由于它存在直流侧电容电压不平衡问题，因而还未能够在有功功率变换中得到广泛应用。在整流器侧采用电压电流双闭环控制方法，实现直接电流控制与空间矢量法的结合，经MATLAB仿真验证了该方法的有效性。     

60°坐标系下新型模块化多电平变流器空间矢量脉宽调制的简化通用算法

对任意电平逆变器在60°坐标系下的空间矢量脉宽调制通用算法进行研究;并在此基础上推导出了多电平与两电平电压矢量之间的作用时间矩阵;为了减小输出电压波形畸变率,降低开关的损耗,对冗余电压矢量的选择方法和最优合成顺序进行了确定,最后,在PSIM中搭建了模块化多电平的仿真模型,并将基于60°坐标系的空间矢量调制算法用程序实现,证明该简化算法的通用性和正确性,仿真实验也证明随着电平数的增加,输出线电压波形越接近正弦波.     

载波调制的三电平光伏逆变器共模电压抑制研究

针对中高压大功率三电平光伏逆变器应用中共模电压的负面效应,分析其产生机理,结合同相载波调制策略对逆变器共模电压的抑制效果,通过改进开关序列组合,提出一种改进的反相载波调制策略,该策略有效地将三电平光伏逆变器共模电压减小为同相载波调制策略下的一半,仿真和实验结果证明了所提出的改进的可行性和对共模电压抑制的有效性．     

基于电导增量法的太阳能光伏阵列MPPT仿真

针对太阳能光伏阵列最大功率跟踪控制问题,利用PSCAD/EMTDC软件测量了光照强度从0到1200 W/m2和温度从0到100℃条件下光伏阵列的短路电流及开路电压,结果表明:恒温条件下,随着光照强度的升高,开路电压及短路电流均逐渐增大;恒光强条件下,随着运行温度的升高,开路电压逐渐减小,而短路电流逐渐增大.然后采用滞环比较的方法产生控制脉冲,从跟踪速度和精度两方面对基于电导增量法的MPPT控制策略进行了改进,建立仿真模型并实验,完成最大功率跟踪控制,实验结果表明光伏阵列最大输出功率会随着光照强度的增大而增大.     

基于容错逆变器的永磁同步电机直接转矩控制

提出一种具有容错能力的最小开关逆变器，对采用该容错逆变器取代常规六开关逆变器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）系统进行了深入研究.当容错逆变器的开关器件发生故障或电机发生故障时，此逆变器可重构为2种四开关逆变器.进一步建立了四开关逆变器的模型，提出了针对故障隔离后四开关逆变器供电的PMSM系统的新型DTC策略.对正常及故障状态下容错逆变器供电的PMSM DTC系统进行了仿真研究和实验验证.结果表明，基于容错逆变器的PMSM系统在故障状态下采用新型逆变器拓扑结构以及新型DTC策略后，可持续稳定运行，并保持了良好的动态性能.