改进型PWM调制多电平逆变器研究

针对带独立直流源的级联型多电平逆变器各逆变单元间应力分配不均衡提出了一种新的调制方法.通过控制各逆变单元开关的导通顺序和导通时间改善各逆变单元间应力分配不均衡,使整个逆变器工作更稳定.对于N电平的级联型逆变器,提出了分组循环思想,解决传统的循环控制策略过于复杂而难于实现的问题.相应的仿真及实验结果验证了所提出的控制策略.     

混合级联多电平逆变器研究

在传统的级联多电平逆变器的基础上，提出了混合级联多电平逆变器拓扑结构及其相应的混合调制控制策略，针对传统的多电平逆变器存在开关器件电压应力过大的问题，提出了高电压低频阶梯波和低电压高频PWM相结合的混合调制控制策略，并对其逆变系统进行DQ变换建模及仿真研究。     

混合级联多电平逆变器在DVR中的应用研究

提出一种改进型混合级联多电平逆变拓扑,分析了其结构及工作原理,该拓扑在混合SPWM方法控制下可获得较高的等效开关频率和较低的开关损耗。将该拓扑应用于动态电压恢复器(DVR)的逆变主电路,在仿真基础上完成了单相混合级联多电平DVR样机软、硬件的设计,以及电压跌落补偿实验,实验结果验证了该拓扑应用于DVR主电路的有效性,同时可提高DVR的容量,改善输出电压谐波特性。     

准Z源级联多电平光伏并网逆变器3次谐波补偿策略

光伏组件遮挡、老化等问题会使单相准Z源级联多电平逆变器单元间功率不平衡,严重时功率较大的单元会过调制,导致并网电流畸变甚至影响系统稳定。针对此问题,对单相准Z源级联多电平逆变器进行模型分析,阐述了过调制机理和最优3次谐波注入原理。在此基础上,提出一种优化的3次谐波补偿控制策略。该方法不仅能保证系统最大功率输出和单元间直流母线电压平衡,而且能根据拟合曲线选择出最优的3次谐波补偿系数,扩大逆变器运行范围,确保严重功率不平衡时所有单元都不过调制,抑制并网电流畸变效果明显。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。     

一种新型混合级联不对称多电平逆变器

提出一种新型混合级联不对称多电平逆变器,这种多电平逆变器由多个不对称四电平逆变器级联在一起构成,输出电压由其级联单元的输出叠加而成.相对于传统的级联多电平拓扑,在得到相同输出电平的情况下,该拓扑需要较少的开关器件,因此可以简化电路结构.但是该拓扑需要特定的独立直流电源.实验室构建了一台单相混合级联不对称七电平逆变器,并采用消谐波混合不对称调制方法对其进行控制,最后通过仿真和实验进行验证.     

一种混合级联多电平逆变器的混合调制

本文研究了一种二极管箝位型混合级联型多电平逆变器的混合调制方法。逆变器由一个二极管箝位型逆变器和一个H桥单元级联组合而成,每个单元采用不同的独立直流电源,此结构还可以扩展到与多个H桥单元级联。相较于传统级联型多电平逆变器,在输出相同电平的情况下,这种逆变器使用较少的开关器件和较少的独立电源即可实现,从而简化了电路,降低了成本。由于使用了混合调制方式,可以使二极管箝位型逆变器工作在低频状态,而传统H桥逆变器工作在高频状态,从而可以在不同逆变器中使用不同的开关设备,并可以有效避免功率倒灌现象的发生。     

基于空间矢量调制的星形级联H桥SVG直流侧电压控制方法研究

详细分析了空间矢量调制方法在级联H桥静止无功发生器(SVG)直流侧电压波动控制中的应用,提出基于空间矢量的直流侧电压三层控制结构:第一层为总直流侧电压控制;第二层为层间均压控制,层与层之间采用相移空间矢量调制方法;第三层为层内三相之间直流侧均压控制。通过选择合适空间矢量冗余状态实现直流侧电压稳定和减小直流侧电压波动。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

级联型NPC-HB多电平逆变器功率均衡控制策略研究

针对级联型中点钳位全桥(neutral point clamped H-bridge,NPC-HB)多电平逆变器模块间存在功率不均衡的问题,通过详细分析传统基于载波层叠调制策略下模块输出功率与输出电压基波有效值之间的定量关系,提出一种改进型混合调制策略。该策略将载波层叠和移相相结合,不仅能够保证各个模块输出功率的均衡,而且可提高输出电压的等效开关频率,进而有效地降低输出滤波器的体积和成本。文中对模块间功率分布情况以及模块内部各个器件损耗分布情况进行分析,并搭建含两个级联NPC-HB九电平模块的实验样机。实验结果表明该调制策略能够有效解决级联系统中各功率模块之间的功率均衡问题。     

一种新型的混合级联多电平逆变器

在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电源的数目。但是,在一些应用场合,直流电源只能为一个。针对这个问题,在直流侧加入高频环节,得到了一种新型的混合级联多电平逆变器,实现了单直流电源供电,而且这种逆变器的输出电压THD较低,系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构,分析了该结构功率分布问题,针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题,改进了控制方法,最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。     

链式SVG的基频优化PAM方法

为了实现链式结构无功补偿器的性能,研究了使用于链式SVG的基频脉冲幅值调制(PAM),给出基频脉冲幅值调制的基本算法和理论分析。该方法通过脉冲循环进行直流侧电压平衡,利用多电平移相导通的思想求出SVG的初始角度。最后在Matlab/Simulink中建立链式SVG仿真模型,并在一台±10 kvar链式SVG实验样机上对控制策略进行了实验研究。实验结果表明系统的谐波含量达到并网要求。     

基于级联型逆变器的新型PWM技术研究

级联型H桥多电平逆变器的PWM调制技术一般采用载波移相SPWM技术和错时采样SVPWM。对这两种PWM调制技术进行分析,应用一种新型简化多电平PWM技术,即单元矢量延时叠加PWM(Overlap time staggeredPWM,OTS-PWM)技术于级联型H桥多电平逆变器。通过对OTS-SPWM和OTS-SVPWM调制技术的的仿真研究,总结了相应的调制规则。最后通过对OTS-SVPWM技术进行实验研究,验证了方案的实用价值。     

一种新型多电平静止无功发生器研究

提出了一种新型多电平静止无功发生器的拓扑结构,采用共用直流电容的两组逆变器,实现无功、谐波和三相不平衡综合补偿.分析了这种新型多电平静止无功发生器的基本结构和补偿原理,设计了装置的控制系统,完成了硬件系统主电路和控制电路的设计,采用以DSP+FPGA为核心的控制系统.介绍了系统软件部分的设计,包括主程序、定时器中断子程...     

基于不对称级联型多电平逆变器的动态电压恢复器研究

提出了一种基于不对称级联型多电平逆变器(ACMI)的动态电压恢复器(DVR)及其控制策略。该DVR在结构上采用不对称级联型多电平逆变器,易于实现装置的大容量化;控制策略上先采用跌落前电压补偿法,然后平缓过渡到同相位电压补偿法,在这种控制策略下,系统电压发生幅值和相位跳变时,能够保证负载电压平滑无突变,减小了对相位突变敏感负荷的影响,补偿效果接近跌落前电压补偿法,而所需补偿的能量与同相位电压补偿法接近。Matlab仿真试验验证了该系统结构和控制策略的实用性、有效性。     

基于频率自适应谐振控制器的静止无功发生器电流控制

为了提高静止无功发生器(SVG)的补偿性能、增强谐波抑制能力、拓宽补偿带宽,提出一种基于谐振控制器(RC)的电流控制策略。通过对基波无功和特定次谐波分别设置对应的RC,利用控制器在谐振频率点的无穷大开环增益,实现基波和谐波电流的无静差跟踪。通过数字信号处理芯片(DSP)实现控制功能,为了避免数字化过程引入的控制器性能偏差,直接在离散域进行控制器设计,并针对RC开环增益对电网频率敏感的特性,利用固定基波周期采样点数,实时调节采样周期的数字锁相环,保证控制器谐振频率实时跟踪电网频率变化,提高装置鲁棒性。实验结果验证了本文提出控制策略的有效性。     

链式多电平变换器特定谐波消除脉宽调制方法研究

链式多电平变换器调制方法中,特定谐波消除脉宽调制SHEPWM(SelectedHarmonicElimi-nationPulseWidthModulation)具有输出波形质量高、消除谐波效果好、直流电压利用率高等优点。研究了链式多电平变换器的SHEPWM技术,针对其1/4周期对称的阶梯波形,给出了一种每个H桥开关频率相同的控制方法,同时列出了该方法下的链式多电平变换器的SHEPWM通用非线性超越方程组,重点提出了利用单个H桥的开关角度叠加求取初值的方法。以5电平链式多电平变换器为例,通过Matlab仿真证明了结论的正确性。     

混合五电平逆变器的单载波双调制波调制策略

以电容箝位型混合五电平逆变器为研究对象,在分析其工作原理及电容电压平衡控制的基础上,提出了一种适用于该混合五电平逆变器的单载波双调制波脉冲宽度调制(PWM)策略。通过控制一个载波周期内电容的充放电量相等来保持其电压平衡,同时只需数字信号处理器(DSP)上的一个ePWM模块即可实现该混合五电平逆变器的控制,降低了控制难度,最大限度地节约了DSP片上资源。实验结果验证了所提调制策略的正确性和可行性。     

低压变频器的不连续脉宽调制研究

在应用空间矢量调制的基础上,为实现变频器的更高性能和满足特定应用要求,可采用不连续调制方式,因此需对其特性进行深入研究。在此详细分析了低压变频器中边缘调制和平顶调制的特点,运用不连续调制的谐波分析方法以及调制方式与电压获得率关系等理论,研究了其对提高输出电压、降低输出谐波的影响以及调制方式切换过程和切换后变频器运行性能变化。结果表明经过优化的不连续调制应在适当的输出频率区间使用,可有效提高变频器输出电压5%,同时降低开关损耗且符合谐波要求。     

基于SVG混合补偿的单晶炉功率因数提高

针对某单晶硅生产车间配电网的功率因数偏低,以及电压波动的情况进行分析,在此前提下,比较了两种混合补偿的解决方案,并提出了采用静止无功发生器(SVG)对电容器投切装置进行纠正补偿的方法.利用MATLAB/Sinmulink仿真软件,搭建了混合补偿系统的模型,进行仿真验证,同时设计了SVG装置并应用于单晶硅生产车间.仿真和实验结果表明,电网功率因数能提高到0.99以上,所设计的静止无功发生器可有效提高单晶硅生产车间配电网的功率因数,且具有较好的动态性能.     

单相模块化多电平变流器SVG控制方法研究

为解决模块化多电平变流器用于需要无功补偿的单相系统时直流侧电压稳定问题,文章首先介绍了单相模块化多电平变流器(Modular multilevel converter,MMC)的工作原理。然后通过对MMC建模,分析了单相MMC内部电压不平衡会造成环流,在此基础上提出了基于环流控制的稳压方法和MMC子模块电容的均压方法。在上述均压和稳压方法下,实现了MMC补偿单相系统的无功功率,并提出了一种基于T/6的虚拟三相法检测单相负载无功电流。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了上述控制方法的有效性。