三电平APF死区效应及其补偿策略研究

为解决三电平有源电力滤波器( APF)存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关状态条件下死区对APF输出的影响进行了研究.针对因存在死区使逆变器输出补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差的问题,提出了通过电流极性判断的电流反馈型死区补偿方法,有效地解决了死区给有源滤波系统带来的补偿...     

一种PWM控制逆变电路的死区补偿研究

PWM控制技术因具有谐波效率较高、幅值小、波形接近正弦波的优点，被广泛应用于逆变电路中，但由于死区的存在使得逆变器输出的补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差。提出一种电流反馈型死区补偿方法，有效地解决了死区给逆变电路带来的补偿效果降低的问题。     

电压源逆变器死区效应的分析和补偿

针对三相电压源逆变电路同一桥臂2个开关器件之间存在短暂死区时间td的问题,通过说明逆变电路死区效应产生机理及对逆变器输出电压进行傅立叶分析,发现td对逆变器输出的电流在幅值和相位上产生偏差,导致系统供电性能下降。为此,提出死区补偿方法,并根据死区补偿方法的原理,建立近似的死区补偿电路图,描述死区补偿方法工作过程。通过仿真分析,死区补偿方法产生的波形与理想波形一致,无误差畸变,且死区补偿方法的现场实际应用情况良好。     

并网逆变器死区补偿研究

为解决并网逆变器存在的死区效应,介绍了一种并网逆变器的死区补偿方法。分析了并网逆变器死区效应产生的原因,提出用带通滤波器滤除电流信号的纹波和干扰,根据滤波后的电流信号极性来确定PWM驱动信号的补偿量。给出了一种基于带通滤波器的死区补偿算法。试验结果表明,该算法能有效地补偿并网逆变器的死区效应,消除输出电流的交越失真。     

APF逆变器中死区效应研究

有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为一种输出谐波的电力电子装置,其主电路中功率器件死区的存在将对整体的滤波补偿效果产生消极影响。从幅值和相位上分别对死区效应在谐波电流输出中的影响进行了分析,提出了死区补偿方法。通过对输出电流方向的判断,在一种新的改进规则采样法基础上进行脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation),以抵消死区效应对输出产生的消极影响,仿真验证了该方法的有效性。     

有源电力滤波器死区问题及其补偿对策

为了解决对有源电力滤波器存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关频率条件下死区对有源电力滤波器输出的影响进行了研究。结合工程经验和有源电力滤波器工作的特点,提出了电流反馈死区和无死区开关控制模式两种补偿方法,并通过实验室搭建的注入式混合型有源电力滤波器实验平台进行实验,结果表明,采用所述死区补偿方法,死区的不良影响得到有效的抑制,取得了较为理想的效果。     

一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法

近年来,死区补偿、死区时间最小化、死区消除是三相逆变器克服死区影响的主要研究方向,针对常规三相逆变器死区消除控制策略存在一定局限性,提出一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,通过采用SVPWM划分扇区并对各扇区空间矢量控制达到死区消除效果,并且不需要精确的电流极性检测装置,使逆变器输出波形总畸变率最小并提高基波电压幅值的目的。本文对所提出的方法进行了仿真研究。仿真结果证明该方法所产生的死区消除SVPWM控制序列与常规控制策略相比不仅能有效地消除死区影响,还能明显减小逆变器输出波形的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)和基波电压幅值。     

基于PID控制的逆变器死区效应补偿新方法

针对死区效应补偿中存在的正弦脉宽调制（SPWM）逆变器非理想特性造成的死区补偿电压幅值难以准确获得的问题,提出了一种新的基于PID控制的死区效应补偿方法.该方法在负载参数已知的条件下,根据指令电压有效值等效确定指令电流有效值作为控制目标,利用PID控制器在线自适应调整死区补偿电压的幅值.仿真和实验结果表明,该方法对死区效应的补偿效果较好,能显著地改善负载电流的波形.     

改进的双向互补单周控制在有源滤波器中的应用

为解决双向互补单周控制有源滤波器主电路功率器件电流输出波形含有大量的谐波分量及其影响控制效果的问题,提出一种改进的双向互补控制策略。通过改变单周控制方程中的占空比从而实现死区效应补偿,完全消除了电流输出波形中的谐波分量,提高了系统的准确性和稳定性。运用Matlab进行仿真实验,结果表明该方法能有效补偿死区所带来的输出畸变,具有良好的控制效果。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区和管压降补偿策略

在电机控制过程中,死区和管压降的存在导致逆变器输出波形畸变。为了消除电压和电流的畸变,死区和管压降补偿是必要的。本文给出了一种简洁高效的三电平电压型逆变器死区补偿方法,用以改善电机的输出波形,详细分析了死区产生机理,利用电流矢量对死区进行准确补偿。根据PWM状态和电流矢量的位置分析功率器件压降的变化,结合电流方向进行补偿。最后基于F2812DSP芯片的三电平逆变器实验平台对该方法进行了开环和闭环实验研究,验证了理论分析的正确性和实际可行性。     

基于基波磁通补偿的串联混合型APF滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(APF)中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源.串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果.文中以脉宽调制逆变器为核心,建立了滤波器的数学模型,并对其滤波特性进行了分析.提出了改善其滤波效果的3项有效措施,即适当增大逆变器输出滤波电感、合理选择串联变压器原副方变比、采用电压前馈控制技术.设计了一套基于数字控制的10 kVA APF样机,实验结果证明了原理分析的正确性.     

一种高性能单相电网有源滤波器的设计

设计了一种高性能的单相电网有源滤波器。该有源滤波器主功率回路采用电压源型H桥逆变器,逆变器开关驱动信号为特定消谐PWM开关信号。控制回路采用PI电压跟踪控制,不需实时检测计算负载的无功电流和高次谐波电流,就可以实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。分析了滤波器的补偿特性和各主要单元电路的设计方法,实验结果证明该有源滤波器的有效性。     

IPMSM控制系统逆变器死区效应分析与在线补偿

为解决矢量控制凸极永磁同步电机系统低速和轻载时,电压源逆变器死区效应导致相电压和相电流低频谐波,零电流钳位效应以及转矩脉动等问题,在详细分析了死区效应的基础上,提出了基于双扰动观测器的在线死区补偿方法。该方法是在转子旋转坐标系下用双扰动观测器观测出扰动电压,将其前馈给指令电压进行补偿,且无需知道死区时间、功率器件开关延迟时间及导通管压降等。实验结果表明该方法能明显抑制电流低频谐波,削弱死区效应,提高系统低速轻载运行性能。     

高压大容量有源电力滤波器并联运行研究

由于功率器件耐压水平和载流能力的限制,传统有源滤波器难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿.本文提出一种有源电力滤波器,它由几个采用二极管钳位型多电平拓扑结构的滤波器模块组成.该滤波器模块采用多电平拓扑结构,很适合于匹配高电压等级,而且当补偿量超出实际输出容量时,能根据自身容量对电网谐波进行抑制.这种有源滤波器通过并联几个滤波器模块充分抑制电网谐波,使得每个滤波器模块不需要很大容量,运行独立灵活,解决了容量灵活扩充的问题.除了对该有源滤波器进行理论分析,本文还对其闭环控制策略进行研究.理论分析和仿真结果表明,所提方案很适合应用于高电压、大容量谐波补偿.     

自适应频率跟踪的谐波电流检测方法

针对电网电压的频率在运行过程中会发生变化,导致谐波电流检测精度下降并直接影响到有源电力滤波器的补偿效果,为此提出了一种基于自适应频率跟踪的谐波电流分频检测方法。该法根据普罗尼谱估法中电导矩阵的频率变化情况,采用LMS算法在线优化从而能独立实时地检测出各相电流中的基波和各次谐波分量,并且直接处理检测结果,具有优良的跟随性能。仿真结果证明了该方法的可行性。     

A new control approach to three-phase active filter for harmonicsand reactive power compensation

This paper deals with a new control scheme for a parallel 3-phase active filter to eliminate harmonics and to compensate the reactive power of the nonlinear loads. A 3-phase voltage source inverter bridge with a DC bus capacitor is used as an active filter (AF). A hysteresis based carrierless PWM current control is employed to derive the switching signals to the AF. Source reference currents are derived using load currents, DC bus voltage and source voltage. The command currents of the AF are derived using source reference and load currents. A 3-phase diode rectifier with capacitive loading is employed as the nonlinear load. The AF is found effective to meet IEEE-519 standard recommendations on the harmonics level     

A novel strategy for a high‐power utility interactive inverter with a series active filter

High‐power utility interactive inverters used for large‐capacity energy storage systems are composed of multiple connected inverters, in order to realize high efficiency and high performance of the harmonic elimination characteristic simultaneously. Some disadvantages of multiple connected inverters, such as harmonic current flowing from an inverter unit to the other one, and increase of the number of inverter units, cannot be overcome easily. This paper presents a novel strategy for a high‐power utility interactive inverter, which is composed of a large power with low‐switching‐frequency PWM inverter (high‐power PWM inverter), an LC passive filter, and a series active filter (series AF). Because harmonic components contained in the utility line current are absorbed by the series AF, the switching frequency of the PWM inverter can be selected to about 1 kHz. In addition because the power capacity and the output voltage of the series AF can be suppressed lower than 10% of the power capacity and the output voltage of PWM inverter, low‐voltage and high‐speed power devices can be applied to the series AF. Consequently, high power, high efficiency, and high harmonics elimination performance can be realized without increasing the number of inverter units. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(2): 57–66, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10048     

大功率混合型APF用于大型冶炼厂谐波治理

为消除电力系统谐波及其巨大危害,根据大型冶炼厂谐波治理的特点,提出了一种新颖的拓扑结构-大功率混合型有源滤波器,它将串联谐振注入型有源滤波器与无源滤波器并联混合,由电容静态补偿无功功率,由有源和无源部分共同抑制谐波。实践证明该装置具有较好的滤波效果和一定的无功补偿能力。     

电压源型PWM逆变器死区效应补偿策略研究

针对电压源型PWM逆变器的死区效应,提出了一种减小零电流钳位和寄生电容影响的死区补偿方法。分析了因死区时间和开关器件的非理想特性引起的误差电压,对因零电流钳位造成的电流极性检测不准进行了校正,并根据功率开关器件寄生电容引起的导通和关断延时,对补偿电压大小进行了调整。仿真结果证明,该补偿方法有效改善了电机的电流波形,提高了逆变器的输出性能。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。