基于双环控制的单相电压型PWM逆变器建模与仿真

研究了基于双环控制的单相电压型PWM逆变器在Matlab/Simulink下的建模与仿真。基于状态空间平均法建立了单相电压型PWM逆变器的数学模型,提出了电压电流双环控制策略,构建了10 kVA单相电压型PWM逆变器的Simulink模型,并进行了特性仿真。仿真结果表明,在不同运行条件下,基于该控制策略的逆变器动态响应快,鲁棒性强,输出电压总谐波畸变率低。     

单相PWM逆变电路的两种仿真模型建立

在多数逆变电路的仿真中,通常都是直接采用Matlab提供的PWM发生器,建立逆变电路的仿真模型,很少根据PWM产生的机理,建立PWM发生器的数学模型。对单相桥式逆变电路进行仿真时,建立PWM发生器的仿真模型并和Matlab下提供的PWM发生器的仿真模型进行比较,仿真结果表明,根据PWM产生的原理建立的PWM发生器仿真模型的正确性,为PWM产生模型的建立提供了更广阔的选择空间。     

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器

分析了对小功率光伏并网逆变器拓扑结构的要求,简单介绍了几种典型的并网逆变器的拓扑结构,指出了各个拓扑结构的优缺点、效率和适用场合。给出了一种利用软开关技术的单相全桥并网逆变器的拓扑结构(DC/AC),分析了其工作过程,通过谐振可以实现主功率开关的零电压开通和关断,而且辅助开关和二极管都是零电流开通和关断,大大减小了功率器件的开关损耗,提高了逆变器的效率。最后,介绍了开关器件的选择问题。     

单相五电平逆变器的多载波PWM方法分析

针对单相五电平级联逆变器,对不同的多载波PWM方法进行分析。采用载波移相(PS)PWM方式时,其输出波形中含有幅值较大的高次谐波,而载波垂直分布(CD)PWM方式不存在这些问题,但是CDPWM调制方式的低次谐波比较大。与CDPWM调制方式相比,采用PSPWM调制方式所产生的低次谐波分量非常小。结合2种PWM调制方式各自的优点,提出一种混合多载波PWM方法。通过对典型的五电平PWM单相逆变电路的Matlab仿真计算,证明了混合多载波PWM法输出波形中的高次谐波含量小,低次谐波分量介于PSPWM调制方式和CDPWM调制方式之间,总的谐波畸变率最小。因此,对于单相的五电平逆变器而言,混合调制方式为最优。     

基于坐标变换的单相逆变电源并网控制方法

传统三相逆变电源并网电流控制通常采用基于同步旋转坐标变换的PI控制实现无静差电流调节。然而,该方法不能直接应用于单相系统。通过构造虚拟正交分量,然后通过Park变换实现坐标变换,将单相交流量转换为直流量,进而通过PI控制实现无静差并网电流调节。文中分析了其工作原理,设计了电网电压同步数字锁相方案。最后进行了数字化控制并网实验。实验结果表明,提出的方法具有电流控制精度高、单位功率因数并网发电等优点,具有一定的实用价值。     

三电平逆变器载波PWM方法的研究

二极管中点箝位式三电平逆变器具有结构简单,性能好等优点,但是其固有的直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性。基于控制自由度组合的思想,在几种常用的载波PWM方法的基础上提出了一种新的将相位偏移、竖直偏移、注入零序分量相结合的PWM法,并通过Matlab/Simulink仿真工具研究了中点电压平衡控制的效果,仿真结果证明新方法有良好的中点电位控制能力及输出电压谐波特性。     

PWM逆变器——磁阻同步电动机驱动系统运行稳定性的分析

研究了由PWM逆变器供电的磁阻同步电动机的运行稳定性,导出了dq0坐标系中PWM 逆变器-磁阻电动机的小信号模型,以稳定度λ作为稳定性能的指标,应用Rout-Hurwitz判据判定系统的稳定性,并分析了电机和系统参数对运行稳定性的影响,所得结论对变频磁阻电动机的设计具有参考价值。     

基于DSP和PWM逆变器的新型自动调谐消弧系统设计

介绍了基于变压器可控负载的新型消弧线圈的结构和原理,在此基础上分析了整套装置的控制系统设计。该消弧线圈实现电感调节的原理是:将电压型PWM逆变器作为变压器二次侧的受控负载,通过控制逆变器的输出实现变压器一次侧等效电抗的调节。控制器基于DSP和CPLD数字芯片,DSP实现逆变器驱动脉冲的计算和生成,CPLD实现对逆变器的多重保护功能。详细分析了控制系统实现自动调谐、逆变器输出电流控制及整机协调与联机通信的方法。最后,试验结果证明了该消弧系统能够准确、有效地补偿电网对地电容电流,验证了整个控制方案的正确性。     

A voltage-source PWM rectifier-inverter with feedforward control of instantaneous power

In general, diode rectifiers with electrolytic capacitors on the dc side have been used as dc power supplies for voltage-source inverters. Rectifiers of this type, however, cause many problems such as poor power factor and harmonics. Recently, voltage-source PWM rectifier-inverters have been studied to provide the following advantages: (1) harmonic-free on both ac sides; (2) unity power factor on the input ac side; (3) power flow of either direction or power regeneration; (4) reduction of the dc capacitor. However, it is difficult for a conventional voltage-source PWM rectifier-inverter to regulate the capacitor voltage on transient states because it has only a voltage feedback loop. This paper describes a voltage-source PWM rectifier-inverter with feedforward control of instantaneous power. Based on the pq theory, the instantaneous power which is calculated in the control circuit of the inverter is fed forward to the control circuit of the rectifier. The feedforward control of instantaneous power contributes greatly to sufficiently suppress voltage fluctuation of the dc capacitor on transient states. Transient characteristics are discussed, and some interesting experimental results of a laboratory model are shown.     

PWM逆变器端过电压滤波器设计

PWM逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆分布参数的影响会在电机端产生2倍的过电压,从而使电机承受的应力大为增加.本文在对电压脉冲上升时间与电缆长度关系分析的基础上,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器.通过对滤波器传递函数特性分析,给出了具体的参数选取原则与设计方法.采用本文提出的滤波器可以使电机端的过电压得到对称的抑制,通过在380 V/3 KW电机系统的实验,验证了该滤波器的有效性,取得了良好的效果.     

一种模块化48脉冲大功率PWM逆变器

多脉冲逆变器通过移相变压器原副边移相角度的精确设计,可以在工频开关方式下,实现交流侧阶梯波输出,经过滤波得到高质量的正弦波形,但工频开关方式使其输出调压困难,而且随着脉冲数的提高,逆变器连接的变压器结构复杂,多个绕组之间的匝比难以兼顾,因此实际应用中多脉冲逆变器的通道数多在4以下。提出一种只有两个规格移相变压器结构的模块化48脉冲大功率PWM逆变器,该逆变器具有8个通道的三相逆变器和对应移相变压器组成,且每个三相逆变器采用低频PWM调制策略,实现输出电压调节。构建了一台8通道48脉冲的PWM逆变器样机,在各种运行状态下的输出波形以及相关测试数据验证了所提出的模块化多脉冲逆变器在输出波形、开关频率以及输出调节特性等方面的优势。     

一种新型单相DC/AC逆变器的并联控制方法

本文介绍了一种新型的单相逆变器并联控制方法.控制方法分为同步和均流控制两个部分,同步控制采用有功功率进行相位调节,均流控制采用注入的谐波信号进行幅值调节.这种新型的控制方法在逆变器之间没有任何的均流连接线,实现了无均流线的均流,它非常适合于远距离分布电源的并联控制.本文对这种方法进行了详细的介绍,并给出了仿真和实验结果,结果证明了这种方法的有效性.     

PWM逆变器-感应电机系统中的过电压抑止滤波器研究

在PWM逆变器供电的感应电机调速系统中，当逆变器与电机之间的电缆超过一定长度后，在电机端可能出现2倍于逆变器直流母线电压的过电压。本文从时域和频域分析了过电压的内在特点，给出了过电压振荡频率与系统参数的函数关系式，根据过电压的形成机理及其特点，以R－C滤波器为例，给出了详细的滤波器参数选取方法。仿真和实验结果证明了按照本文所提供的方法设计的滤波器能够很好地抑止电机过电压。     

A voltage source PWM rectifier-inverter with feedforward control of instantaneous power

In general, diode rectifiers with electrolytic capacitors on the dc side have been used as dc power supplies for voltage source inverters. This type of rectifiers, however, causes many problems such as poor power factor and harmonics. Recently, voltage source PWM rectifier-inverters have been studied to provide the following advantages; (1) harmonic-free on both ac sides; (2) unity power factor on the input ac side; (3) power flow of either direction or power regeneration; (4) reduction of the dc capacitor. It is, however, difficult for a conventional one to regulate the capacitor voltage on transient states because of having only a voltage feed-back loop. This paper describes a voltage source PWM rectifier-inverter with feed-forward control of instantaneous power. Based on the pq theory, the instantaneous power which is calculated in the control circuit of the inverter is fed forward to the control circuit of the rectifier. The feed-forward control of instantaneous power makes a great contribution to sufficiently suppress voltage fluctuation of the dc capacitor on transient states. Transient characteristics are discussed and some interesting experimental results of a laboratory model are shown.     

一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器

提出了一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器，包括无源共模电压检测网络，推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压，将其叠加到逆变器输出上，从而达到消除共模电压的目的。给出了部分滤波器参数的确定方法。结果表明，该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压，从而减小了变频器输出的负面影响。     

交流电流直接控制的单相PWM整流器非线性控制策略

由于单相电压型PWM整流器比较难以实现交流电流的直接控制,为了使得系统控制达到期望的效果,根据反步法在多变量非线性系统的控制方面的诸多优点,设计了基于反步法的非线性控制算法。详细介绍了单相电压型PWM整流器的数学模型,根据电感电容的能量关系分别构造了电压、电流环的Lyapunov函数,通过Lyapunov函数导数的负定,推断出系统的稳定性。且进行了基于PSIM的电路仿真,并构建采用IGBT全控型开关管的单相H桥的整流电路进行了验证。实验结果显示该方案下能够保证跟踪误差渐近收敛,说明系统设计是正确有效的。     

基于双PWM补偿型单相交流稳压电源的设计

应用PWM整流器代替二极管不可控整流,既减少对电网的谐波污染,又可以实现能量双向流动.电压电流双闭环控制保证了直流侧电压的稳定和交流侧电流对电网电压的跟踪.逆变器采用固定开关频率的直接电流控制方法中的预测电流控制,电流内环采用比例调节,提高了电流响应速度.电压外环采用电压有效值反馈的PI调节,保证对逆变器输出电压的稳定...     

电压型PWM串级调速系统控制策略的研究

针对传统串级调速系统谐波污染严重、功率因数低等固有的缺点,设计了基于PWM逆变器的电压型串级调速系统.对dq坐标系下PWM逆变器的数学模型进行详细推导.为消除系统的耦合性和非线性选用精确线性化解耦附加变结构的控制策略,并对控制规律的构建过程加以推导.加上斩波电路的IGBT选用的转速电流双闭环PI控制,得到系统的控制图.最后利用MATLAB对控制策略的有效性进行仿真,结果表明系统不仅能够实现平滑无极调速,而且提高了功率因数、滤除了谐波、节约了能源.     

Z-源逆变器PWM调制策略的分析与比较

Z-源逆变器是一种具有升/降压功能的单级逆变器,较之应用广泛的电压源逆变器和级联Boost斩波电路的电压源逆变器,具有结构简单、整机效率高和系统安全可靠等优点.本文在简单介绍Z-源逆变器工作原理的基础上,重点分析了Z-源逆变器的PWM调制策略.阐述了目前为止应用于Z-源逆变器升压调制中的几种调制策略,包括简单升压调制、最大升压调制、最大恒定升压调制、三次谐波注入升压调制、直通分段SVPWM和正弦载波PWM等调制策略的实现方法,通过定性分析和定量比较,对比了各调制策略的性能,分别从升压能力、功率器件电压应力和电感电流纹波等方面讨论了他们各自的优缺点,并列出了各调制策略下Z-源逆变器的主要性能参数比对表,为Z-源逆变器的系统选型和实际应用提供理论依据.     

基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法

针对直线感应电机初级漏感和次级漏感不相等的特性,提出了一种基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法,将堵转试验的等效电路改进后得到方程组计算电机的参数。将此方法应用于一额定电压30V的直线感应电机参数辨识中,试验结果与传统方法得到的试验结果比较,证明了所提出的方法提高了辨识精度。