三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。     

三电平PWM整流器中点电位平衡控制研究

针对三电平脉宽调制(PWM)整流器直流侧两电容电压不平衡问题,提出了基于中点电荷预估控制的电压平衡控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d,q坐标系下的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,搭建了基于数字信号处理器(DSP)的实验平台并进行实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

三电平PWM整流器中点平衡控制技术的研究

研究了三电平PWM整流器优化设计问题,由于在流侧中点电压不平衡,引起输出波形质量不好,系统不稳定。为了解决中点平衡问题,分析了造成中点电压不平衡的原因以及小矢量对中点电压的影响。针对小矢量引起中点电压不平衡,提出了一种基于9段式与7段式混合调制的矢量调制方法。在该方法中,对小矢量未能成对参与调制的扇区,根据中点电压的大小选择采用9段式的矢量调制方法或7段式的矢量调制方法。在9段式矢量调制算法中,有两对小矢量参与调制,选择作用时间长的那对小矢量,结合时间分配因子,重新分配时间。最后采用Matlab软件搭建模型,对中点平衡算法进行仿真,实验结果验证了该算法对中点电压平衡控制的有效性。     

三电平NPC整流器空间矢量脉宽调制及中点电位平衡控制

为了减少开关损耗和避免不同区域矢量在扇区切换中发生突变,提出了一种最优的空间矢量脉宽调制算法,即所有输出矢量的首发矢量全部采用负小矢量。具体给出了参考电压矢量在矢量空间中具体位置的判定、相应的输出电压矢量作用顺序,推导了三角形顶点各开关矢量的作用时间以及脉冲的输出。基于检测到的三相输出电流、中点电流方向和直流侧电容电压,提出了利用冗余电压小矢量精确控制中点电位平衡的策略,并用实验结果验证了中点控制策略和调制算法的正确性。     

三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定.在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动...     

一种负载不平衡情况下单相三电平脉冲整流器中点电位控制方法

首先分析了负载不平衡情况下单相电压型三电平脉冲整流器的工作原理,引出该电路直流侧中点电位偏移的特点。为了实现在负载不平衡的恶劣情况下直流侧中点电位平衡的控制目标,以传统的单相三电平单极性载波脉宽调制（CBPWM）方法为基础,提出了一种在负载不平衡情况下,基于电压补偿分量注入的载波脉宽调制（CBPWM-VOI）算法。理论分析表明：电压补偿分量的取值与负载有着密切关系,在一定的负载不平衡度范围内,该调制算法可以有效地控制直流侧中性点电位无偏移。计算机仿真和小功率样机实验都验证了该算法的有效性及理论计算的正确性。     

基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制

Vienna整流器的中点电压振荡问题会造成直流侧电容电压分布不均,导致交流侧输入电流波形畸变,开关器件承受电压不一致而损坏等问题。针对Vienna整流器中点电压不平衡的问题,研究了三电平空间矢量调制对Vienna整流器中点电压产生的影响。首先介绍了Vienna整流器的工作原理,然后分析了空间矢量对中点电压的影响,并基于SVPWM调制提出了一种中点电压波动的抑制策略。最后,搭建了15 kW实验样机,验证了所提控制策略的有效性,解决了中点电压不平衡的问题,明显改善了输入电流波形质量。     

电网电压不平衡时三电平整流器静止坐标系控制研究

电网电压不平衡时,传统的整流器控制方法性能良好,但计算和控制复杂。和传统方法相比,文章采用的方法不需要对电网电压进行旋转变换和相位检测,也不必提取控制变量的正负序分量,从而有效降低了系统计算的复杂性和延迟。通过分析静止坐标系下的三电平整流器瞬时功率,在保证直流侧电压稳定及交流侧单位功率因数的条件下算得电流指令值。针对该控制方法,在Matlab/simulink数字仿真环境下对其进行了离散化仿真,实现了电网电压单相跌落或者有谐波时,直流母线电压基本稳定及交流侧电压电流同相位。     

三电平LLC谐振变换器中点电压平衡控制方法

针对全桥二极管中性点箝位(NPC)三电平LLC谐振变换器的中点电压偏移问题,此处提出了一种基于五电平脉宽调制(5L-PWM)的中点电压平衡控制方法。首先介绍了5L-PWM策略下变换器工作原理,并分析了不同工作模式下对中点电压的影响;之后提出了根据中点电压偏移情况选择合适工作模式的中点电压平衡控制方法,该方法无需比例积分(PI)控制器,同时在中点电压调节过程中不会造成功率传输波动。最后通过仿真和实验验证了所提控制方法可以有效解决中点电压的偏移问题。     

基于预测控制算法的三电平中点电压平衡控制

传统的NPC型三电平变换器中点电压不平衡控制算法,是基于当前不平衡电压,通过控制冗余小矢量来实现的.该算法不能精确控制中点电压.采用一种新型预测控制算法对中点电压进行平衡控制,引入中点电压评估函数,其综合当前中点电压误差及预测中点电压误差,选择最优的开关作用顺序,从而达到精确控制中点电压的目的.仿真分析和实验结果验证了该算法的可行性和平衡控制的有效性.     

三电平整流器中点电位平衡的研究

介绍了一种新的中点电压平衡控制策略,得出SVPWM简化算法(传统的三电平SVPWM算法很复杂,涉及很多的三角函数和查表).在d,q坐标系下建立三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型,采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性.最后在MATLAB仿真环境中建立仿真模型,对60°坐标系SVPWM算法进...     

二极管中点箝位型三电平变流器改进设计

多电平变流器在风电并网的中高压大功率场合得到了广泛的研究和应用。以二极管中点箝位型三电平变流器为研究对象进行分析,其直流侧中点电位不平衡问题是该变流器的致命弱点,影响着变流器的可靠性。在此提出了一种解决三电平变流器中点电位平衡的硬件电路,与其他解决中点电位平衡的硬件电路相比,该电路不仅能使中点电位达到平衡,而且减少了电路中的器件,使电路的复杂程度降低,运行成本降低。最后用MATLAB/SIMULINK仿真软件对该方案进行了仿真分析,仿真结果表明中点电位达到了平衡,从而验证了该方案的正确性。     

基于合成中矢量的三电平PWM整流器中点平衡新方法

通过分析各种矢量对三相三电平PWM整流器中点电位的影响,提出了一种基于合成中矢量的新的5段式矢量调制算法.采用Matlab对新型5段式和传统7段式三电平PWM整流系统进行了对比仿真.结果表明,该法从中矢量入手,有效地解决了在小输出滤波电容情况下,PWM整流器瞬态过程中的中点电位不平衡问题.     

带中点电位平衡控制的Vienna整流器滞环电流控制方法

针对三相三电平Vienna整流器存在的固有中点电压波动问题,提出将直流侧中点电压偏差引入滞环电流闭环控制中,通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制。结合等效电路分析了Vienna整流器滞环电流工作原理,设计了电压外环控制器,并给出了滞环宽度和中性点补偿系数的选取依据。最后搭建了一台Vienna整流器样机对该方案进行了验证,实验结果验证了该方案的可行性。     

无电网电压传感器的三相PWM整流器控制

提出一种无需电网电压传感器的三相脉宽调制(PWM)整流器控制方案。为实现单位功率因数控制,该方案以电流矢量为参考建立旋转坐标系,利用软件锁相环(SPLL)检测交流侧电流角频率与相位,根据电流调节器的输出估计电网电压,再由电网电压估计值的无功分量调整电流无功分量参考值,使电流和电网电压快速同相。实验结果表明该控制策略能实现单位功率因数整流和逆变,具有良好的动态性能。     

一种三电平中点箝位型逆变器保护控制策略

研究了一种三电平中点箝位型(NPC)逆变器保护控制策略。针对三电平NPC逆变器内外管损耗不均,可能导致个别开关发生热过载的问题,研究了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的热过载保护容差控制策略。当逆变器个别开关由于某种原因发生热过载时,利用冗余小矢量改变开关策略使热过载的IGBT模块负载减少并使得损耗重新分配。因此,热量从受影响的开关模块转移到其他开关器件,过热的开关热量将减少。使用这种控制方法,可使逆变器的可靠性和寿命达到最大化。该方法同样能保证三电平逆变器的中点电位平衡,且无需增加额外的硬件。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

三电平中性点钳位整流器模型预测电流控制算法

将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下三电平中性点钳位整流器的预测模型,结合电压空间矢量等效变换的原理,求出三电平中性点钳位整流器的参考输出电压矢量,判断其所在扇区,从而选择该扇区最优电压矢量所对应的开关状态直接作用于整流器。同时,针对该算法在实际应用中容易产生计算时间延迟现象,引入拉格朗日外推法,得到具有延时补偿的控制策略。最后,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

NPC三电平变流器中点电位平衡控制研究

三电平中点箝位型(NPC)变流器具有输出电压谐波小、器件开关损耗低等优点,作为变流器拓扑被广泛关注和研究。针对NPC三电平变流器中点电压平衡控制问题,本文通过分析NPC三电平变流器的数学模型和中点电位电压波动原理,提出一种零序电压分量注入法,并通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,通过对比试验分析,充分验证了所提方法可以在有功、无功输出工况下,实现中点电压平衡控制,且系统运行情况良好。     

三相四线制三电平变换器的中点平衡控制策略研究

三相四线制三电平变换器存在直流母线中点偏移的问题.分析直流母线中点偏移产生机理,提出一种简化的中点平衡控制策略,即在特定情况下将三电平退化为两电平的方式来实现直流母线中点电压的平衡.分析输出电流纹波与开关过渡状态的内在联系,结合中点平衡因子概念和母线电压压差,使得电流纹波因退化为两电平后受到的影响最小,给出详细的步骤及...     

基于三电平PWM整流器的地铁牵引供电系统

三电平PWM整流器因具有功率冈数高、谐波含量低、电压稳定性好,能量双向流动等优点而广泛应用于各种高压大功率场合.基于三电平PWM整流器的地铁牵引供电系统采用双三绕纰变压器和4个三电平PWM整流器并联的拓扑结构,有利于系统模块化设计和冗余设计.重点介绍了并联三电平PWM整流器的控制策略和一种简化的三电平SVPWM及中性点平衡控制算法,最后通过Matlab/Simulink仿真证明了所述控制策略的正确性.