高压风机的变频控制

针对目前矿井通风系统中风机控制存在的不足,本文提出了基于单元串联多电平技术的高压风机变频调速技术。利用多单元级联技术,可以采用低压的功率器件组成功率单元,输出级联后组成高压系统,从而控制风机的变频运行,实现调速和节能的目的。文中详细介绍了系统的组成结构及功能。     

基于混合频率载波调制的多电平 PWM控制策略研究

混合多电平功率变换电路因在输出电压电平数相同的情况下采用的级联单元较少而受到关注。但由于其控制算法并未作相应扩展，影响了该电路的实用化。该文在分析混合七电平逆变电路工作原理的基础上，提出了一种适合混合功率单元的混合频率载波PWM调制法。与现有控制算法相比，该方法可使混合功率变换电路的各基本单元都参与PWM调制，避免了低压单元的电流倒灌问题。基于该控制策略给出了各基本单元驱动信号的生成方法，并在研制的混合七电平变频实验装置上实现了该控制算法。     

一种基于NPC和H桥混合级联的6kV静止无功发生器EI北大核心CSCD

采用中点钳位型(neutral-point clamped,NPC)三电平功率单元和H桥级联型(cascade H-bridge,CHB)功率单元混合级联构成6kV静止无功发生器,以降低CHB功率单元数。基于构成的混合级联型静止无功发生器(hybridcascade staticvar generator,HC-SVG)拓扑设计调制方法,分析NPC三电平功率单元中点电压,建立NPC三电平功率单元直流电压与HC-SVG调制电压利用率的数学关系,得到NPC三电平功率单元直流电压对HC-SVG调制电压利用率的影响曲线,并与采用两电平功率单元和H桥级联功率单元构成的HC-SVG进行对比,表明基于NPC三电平功率单元的HC-SVG的CHB级联单元数可减少30%。构建HC-SVG的控制方案,并选择6kV/3MvarHC-SVG主电路参数,通过仿真验证HC-SVG的有效性。     

直流电压不等逆变器的矢量调制研究

H桥级联型(CHB)多电平逆变器由于具有良好的输出波形而得到广泛运用.研究了H桥直流电压不等的情况,提出了适合直流电压不等的一维矢量调制技术和实现H桥等功率输出的一维矢量调制.所提一维矢量调制方式中,如果考虑开关矢量对H桥瞬时直流电压和输出功率的影响,通过选择开关矢量并控制其作用时间,则可平衡各H桥等功率输出.最后在两单元级联型变频实验装置上进行了验证,该方法是分析多单元级联高压变频器单元直流电压与H桥等功率输出的一种有效方法.     

级联型多电平逆变器的新型直接转矩控制方法

直接转矩控制具有良好的调速性能,但尚未能应用于级联型多电平变频器.该文首先提出了适用于级联型多电平逆变器的空间矢量调制方法,然后将其与基于空间矢量调制的新型直接转矩控制方法相结合,从而提出了将直接转矩控制应用于级联型变频器的控制方法,并在三单元级联型变频实验装置上进行了实验验证.该文所提出的控制方法解决了级联式多电平逆变电路应用传统DTC所面临的开关状态表难于形成、开关频率不固定等问题,为直接转矩控制在级联式多电平变频器中的实用化提供了基础.     

一种适用于高压变频器串联叠波技术的研究

围绕高压大功率变频传动系统,采用H桥功率单元串联多电平变换技术,对其功率单元的工作原理进行了详细分析。提出了一种适用于单相级联H桥型变流器通用型多电平矢量脉宽调制(SVPWM)算法,该算法将单相多电平简化为单相两电平脉宽调制,使得计算过程简化,谐波特性更为优良,输出波形接近完美正弦波,并通过Matlab软件实验平台验证了该算法的可行性和正确性。     

基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制EI北大核心CSCD

提出了一种基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制方法。级联多电平储能系统中部分储能电池/BMS(battery management system)出现故障时,可以通过切除故障储能电池从而形成基于电池和电容的级联多电平混合储能系统。级联多电平混合储能系统控制的关键在于不同链节单元之间的功率分配。通过初始工作点选取的方法可以实现链节单元间无功的分配,从而提高系统的可靠性和冗余性;同时通过矢量分析的方法推导了级联多电平混合储能系统稳定工作范围以及初始工作点的选取范围。最后通过仿真和实验验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

级联多电平变流器链节静态均压的研究

介绍了级联多电平拓扑结构下功率单元供电系统的各种取电模式,分析归纳了各种功率单元直流负荷的等效模型,通过对静态均压电路数学模型的分析,提出了可保证静态均压的电路设计原则和参数选取方法。仿真和样机试验结果表明,该电路设计与参数选取原则可有效克服功率单元直流耗能元器件的参数离散性对链节均压的影响,保证级联多电平变流器在脉冲解锁前,各功率单元间的长时间电压均衡、稳定与收敛,提高了级联多电平变流器装置整体的安全可靠性与可操作性。     

级联多电平变换器CPSPWM可重构控制研究

多电平变换装置的可靠性是衡量装置优劣的重要性能,级联多电平变换装置利用故障单元旁路技术可提高可靠性。分析了级联多电平变换装置的可重构途径,推导了中性点移位重构技术及计算参数的公式,提出了基于中性点移位的载波相移脉宽调制(CPSPWM)方法,分别进行了三相级联11电平变换装置正常与单元故障时CPSPWM可重构控制仿真。仿真结果验证了控制策略的正确性。     

基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制

提出了一种基于初始工作点选取的级联多电平混合储能系统功率分配控制方法。级联多电平储能系统中部分储能电池/BMS(battery management system)出现故障时,可以通过切除故障储能电池从而形成基于电池和电容的级联多电平混合储能系统。级联多电平混合储能系统控制的关键在于不同链节单元之间的功率分配。通过初始工作点选取的方法可以实现链节单元间无功的分配,从而提高系统的可靠性和冗余性;同时通过矢量分析的方法推导了级联多电平混合储能系统稳定工作范围以及初始工作点的选取范围。最后通过仿真和实验验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

三相线电压级联多电平变换器原理及仿真研究

级联多电平变换器以其良好的性能在电力电子变换领域有着广泛的应用,但目前仅有单相串联结构,不易直接应用与三相系统。为研究三相线电压级联多电平变换器,结合单元串联多电平变换器原理,提出了一种三相线电压级联多电平变换器的拓扑结构及其相应的控制方法,并进行了仿真研究。结果表明,这种模块化的结构构具有提升电压等级、降低总谐波次数THD的功能,与单元串联多电平变换器相比,能够节省开关管个数及独立直流电源个数,适合在高压大功率场合使用。     

一种新型自均压二极管钳位级联有源滤波器

提出一种新型二极管钳位级联多电平拓扑,在半桥单元拓扑上增加钳位二极管,为直流电容提供单向钳位通路。在该拓扑中,只需对阀体两端单元的直流电压进行控制就可实现均压控制,且每相阀体只需2个直流电压传感器,结构简单。将拓扑拓展到三相结构,提出了二极管钳位多电平有源滤波器(APF)拓扑及其控制方法。搭建了7电平二极管钳位多电平APF仿真模型和实验样机。实验结果表明,该拓扑自均压控制和谐波补偿效果良好,控制算法简易、可行。     

基于SPWM的多电平级联型变流器的应用综述

在现有的多电平交流器中,级联型变流器以其结构简单、控制方式简便的优点在高压、大容量的工业领域得到越来越广泛的应用。本文对其基本的拓扑结构、控制策略、以及研究现状进行了讨论。并提出一种在中、高电压电能质量综合治理领域运用级联型多电平变流器的构想。     

基于级联H桥变频器的极相调制感应电机驱动系统

高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。     

T型H桥级联多电平变换器的改进型脉宽调制策略

针对T型H桥级联变换器的拓扑结构及其调制策略进行分析和研究,提出了基于载波移相脉宽调制(CPS-PWM)的改进型调制策略。以单极倍频CPS-PWM所得的虚拟五电平波形作为T型H桥的输出目标,结合T型H桥变换器输出不同电平时的开关模式,遵循"改变最少个数开关管状态来实现输出电平改变"原则,逆向推导T型H桥变换器的PWM信号,并在此基础上给出基于T型H桥单元级联多电平变换器的调制策略。搭建了基于T型H桥级联的单相静止同步补偿器(STATCOM)样机,分析了T型H桥上、下电容均压策略,最后通过仿真和实验结果验证所提调制策略以及电容均压策略的正确性和可行性。     

级联多电平高压DC/AC变换器单周控制策略

将单周控制技术用于级联多电平变换器提高其控制性能.在理论分析的基础上,建立了级联多电平DC/AC变换器单周控制模型,并建立了4个3级H桥三相级联多电平电路仿真实例.在开关频率为2 500 Hz、滤波电感为4 mH、滤波电容为14 μF、每级H桥直流侧电压为500 V并在10％范围内变化时,变换器输出交流相电压幅值为1 ...     

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略.从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础.同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证.基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步.实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景.     

级联H桥多电平并网逆变器的模型预测控制研究

模型预测控制由于具有动态响应好、电流跟踪能力精确等优点,现今它已在功率变换器领域成为一种有前景的控制技术。采用一种改进型模型预测控制策略,主要研究级联H桥多电平逆变器的模型预测并网控制,解决多电平并网逆变器计算量大、难以在线实施控制的缺点。以dSPACE/DS1104作为控制器,级联H桥7电平光伏并网逆变器为硬件平台,通过实验验证模型预测控制技术在光伏并网逆变器控制上的优越性能,分析不同功率因数下并网逆变器对电网电流的影响。     

级联型多电平变频器优化调制策略的研究

介绍了级联型多电平变频器的拓扑结构和载波移相调制的工作原理,根据该调制方法的优缺点,基于控制自由度组合思想,提出了一种适用于级联型多电平变换器的新型优化调制策略,阐述了其原理和实现方法。通过Matlab软件进行了系统的建模与仿真,并在级联型高压变频器平台上实现了系统的数字控制。仿真结果表明该策略能够有效提高直流电压利用率,减少开关损耗,实验结果论证了该方法的可行性。     

级联型电力电子变压器电压与功率均衡控制方法

对于模块级联型电力电子变压器,如果整流级直流输出电压不均衡或各双有源DC-DC变换器(DAB)模块传递的功率不均衡,可能导致开关器件电压或电流应力分配不均。因此提出在整流级采用电压均衡控制,在DAB级采用功率均衡控制来解决整流级输出电压的不均衡问题和因各DAB模块参数不匹配导致的功率不均衡问题。对于该功率均衡控制,是利用各整流模块占空比的有功分量作为反馈量来调节各DAB模块占空比实现的。电压均衡控制与功率均衡控制共同作用,以使系统达到整流级直流输出电压均衡和各DAB模块功率均衡的目的。此外,该功率均衡控制可以很容易由DSP实现,且不需要任何电流传感器。该控制方法已得到仿真验证,并在模块级联型电力电子变压器实验平台上得到实验验证。