多重化整流电路的MATLAB仿真和谐波分析

电力电子装置产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源。在多重化整流电路结构特点基础上,以12脉波整流电路为例,建立了基于MATLAB-SIMULINK仿真模型并进行仿真,分别利用Powergui和傅立叶变换对其产生的谐波电流进行分析和计算,阐述了其消谐原理。得出结论:整流电路采用多重化联结方法,输出电压脉动较小,同时很好地抑制输入电流中某些特定次数的高次谐波,降低了电流的总谐波含量,从而有效地提高系统的功率因数。     

新的谐波分析法和CSI多重化的研究

本文介绍一种适用于PWM和多重化等技术谐波分析的简便新方法,它可以用代数加法代替积分的方法。推导出各种直接耦合多重化方案通用的输出电流谐波幅值表达式;同时推导出变压器耦合的多重化(2～4)输出电流谐波幅值表达式,用此公式可得出消除特定谐波电流的变压器参数值。     

一种新型单相双变流器UPS拓扑结构及其控制策略的研究

介绍了一种新型单相串并联双变流器UPS电源系统的拓扑结构和控制策略。该UPS系统在电网停电逆变模式下两个变流器同时协调工作,并联变流器工作在50Hz低频脉冲波开关状态,其产生的谐波由工作在高频PWM状态的串联变流器补偿,系统的输出波形仍为正弦波,整体效率有所提高。仿真研究证明了该方案的可行性以及在改善UPS性能上的有效性。     

多重联结大功率直流电源控制策略研究

大功率直流调速电源为提高功率因数采用顺序控制的多重联结整流器,但浅度控制时谐波较大,给电网带来了不容忽视的谐波危害,采用对多重联结整流器在顺序控制和同步控制时的输入侧电流的基波、谐波、谐波总畸变率、基波因数、功率因数等进行了波形及理论的对比分析方法,给出计算公式,得到了减小谐波的最佳控制策略。经过仿真与实验证明对于多重联结的大功率整流器的控制在深度控制时采用顺序控制,浅度控制时采用同步控制(并行控制)是大功率多重联结整流器的最佳控制策略,能实现在功率因数不变的前提下大幅度减小谐波。     

一种采用多重化结构的静止同步补偿器主电路

阐述了静止同步补偿器的基本原理,介绍了一种采用多重化逆变器实现的大容量静止同步补偿器主电路,分析了主电路的工作原理,给出了主电路参数的设计和控制方法,仿真实验结果验证了所述方案的可行性.     

直流配电网拓扑结构及控制策略

对直流配电网的环状拓扑结构和两端拓扑结构的可行性进行了探讨,对直流配电网链式结构典型支路的功率方程等进行了推导与求解。对分布式能源和储能装置并入交流配电网和直流电网进行了对比研究,研究结果表明相较于接入交流配电网而言,接入直流配电网能够有效节省DC/AC变换器和滤波装置。采用了混合式直流断路器同时提出了一种直流配电网的协调控制模型。利用PSCAD/EMTDC对环状直流配电网结构的正常工况和故障情况进行仿真,仿真结果表明通过有效的控制和分布式能源的合理调度,能够有效限制短路故障对系统造成危害,缩短短路时间,使整个直流配电网更加有效稳定地运行。     

用于多重化逆变的移相变压器

在多重化逆变中,需要移相变压器把多相逆变器输出的非正弦电压进行合成,使输出电压为接近正弦的多阶梯波形。为了改善结构和电气性能,该文提出了一种新型磁路结构的移相变压器,和普通移相整流变压器相比,新型变压器铁心为圆形结构,整体结构更为紧凑和对称,电路结构更为简单。针对双Y/Y绕组变压器,理论证明了5次、7次等主要低次谐波被消除,合成磁动势为一接近圆形的旋转矢量,并数值仿真分析了不同类型谐波电流所生成的磁场的性质。给出了由新型变压器构成的多重化逆变器的数学模型并对基本特性进行了仿真。最后,基于多重化逆变系统,实验验证了新型移相变压器的有效性,结合设计对主要性能进行了分析。     

多重化逆变器的一种控制方法研究

多重化结构逆变器是一种新型结构的逆变器,该逆变器各功率单元构造相同,便于模块化设计和制造,系统可靠性高。各单元的输出通过功率变压器的耦合叠加实现高压输出,适合高压大功率场合。研究了多重化逆变器的一种控制方法,采用逆推的方法确定各单元的触发脉冲,通过多重移相叠加原理得到正弦波输出。能够应用较少的功率器件和较少的功率单元得到多电平的合成波,输出波形更加逼近正弦波,谐波含量小。应用Matlab软件进行仿真分析,验证了设计的合理性。     

基于逆变器多重化的串联混合型有源滤波器的仿真研究

针对串联混合型有源滤波器的特点,提出了用电流型逆变器多重化技术来减小输出电流谐波,从而等效地增大了串联有源滤波器的谐波阻抗,进一步隔离了谐波源在电源与负载间的互串.该方案有效地减少了电源电流谐波畸变率,仿真结果验证了方案的可行性.     

变压器阀侧绕组延边移相的多重化变流技术的研究

分析了等效36脉波整流器及理想情况下其网侧电流谐波的消除情况,并运用MATLAB对等效36脉波整流器电路进行了仿真.     

串联H桥多电平变频器中的功率平衡方法

在串联H桥多电平调速系统中 ,为使一相中各串联H桥单元输出功率平衡 ,需要对其相应的脉冲循环控制进行研究。传统的等控制周期循环法虽能达到此目的 ,但功率器件开关动作次数多 ,损耗大。本文提出的错位等周期循环法 ,在大多数输出电压范围内 ,功率器件开关动作次数减少一半 ,可大幅度降低开关损耗 ,提高系统效率。     

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。     

一种H桥级联型PWM整流器的直流母线电压平衡控制新方法

直流电压平衡是H桥级联型整流器(CHBR)控制的主要问题。针对此本文提出了一种电压平衡控制新方法。文中推导了整流器的调制比增量与输出电压之间的关系式。在此基础上,通过反馈的直流电压重新配置调制比,以调节各路直流电压,使之达到平衡。文中讨论了在算法实现中遇到的问题,并给出了解决措施,得到一种较好的控制算法。对所提的方法进行了仿真与实验研究。结果表明,该方法适用于多级级联的CHBR拓扑,能够实现对输入电流以及各级输出电压平衡的控制。     

一种优化的级联型多电平变换器拓扑

本文提出了一种优化的级联型多电平变换器，它可以由任意个任意类型的H-桥单元级联构成。各个H-桥通过设置合适的直流电压比，可以得到最大电平数的输出。相对于传统的级联型拓扑，在得到相同输出电平的情况下，新拓扑可以使用较少数量的开关器件和较少数量的独立电压源，从而简化电路，降低成本。本文以两电平H-桥(2-H)和飞跨电容型三电平H-桥(3-H)级联构成的拓扑为例进行了分析研究，并采用混合调制的方法通过仿真验证了该优化拓扑的可行性。     

一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量PWM算法

针对单相级联H桥型变换器,对其工作原理进行详细分析,提出一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法将单相多电平SVPWM简化为单相两电平SVPWM,不仅能够降低计算复杂度、具备优良的谐波特性,同时具备良好的扩展性。根据该算法,在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现单相七电平、九电平和十一电平SVPWM。基于DSP+FPGA与RT-LAB半实物实验平台实验结果验证了该算法的正确性与可行性。     

阶梯波合成技术级联多电平变换器功率均衡策略

针对采用阶梯波合成策略级联型多电平逆变器存在的功率均衡问题,该文提出有功功率均衡法和循环脉冲功率均衡法两种功率均衡策略,前者的优点是不论级联单元个数多少,逆变器实现功率均衡所需时间仅为一个输出周期,缺点是会影响输出电压波形质量;后者的优点是不影响输出电压的波形质量,缺点是随着级联单元个数的增多,逆变器实现功率均衡的时间变长。该文详细分析两种均衡策略的工作原理及特点,并进行实验验证,实验结果表明两种功率均衡策略是可行的。     

单相级联多电平光伏并网逆变器控制策略综述

级联多电平逆变器不仅能够实现各级光伏阵列的最大功率点跟踪,提高光伏利用率,而且具有系统开关损耗小、能量变换效率高以及并网电流谐波含量低等优势,在大规模光伏并网系统研究和工程应用领域备受青睐。综述了近年来级联多电平光伏并网逆变器控制策略的研究成果,依据各个级联单元的调制比配置方式不同,将变换器的功率平衡控制策略分成了三类,在分析各类控制原理和特点基础上,推导出了系统功率平衡控制策略的约束条件公式,进而指出了级联多电平光伏并网逆变器拓扑结构和控制策略的改进方法。     

基于多电平控制的高压大功率变频器研究

分析了一种基于多电平控制的高压变频器拓扑结构,通过采用带中间抽头的输出变压器,完成三电平逆变模块的串、并联连接,从而实现变频器高压、大电流的多电平输出。同时,采用优化输出电压波形的控制方法,有效抑制了输出电压的特定谐波,因此该结构的变频器适用于对变频器输出谐波敏感的大功率负载。     

一种新型的无变压器级联型多电平变换器拓扑

H桥级联多电平逆变器在高压大容量变频调速领域得到了广泛的应用,其最大的不足之处是必须使用庞大、复杂而昂贵的多绕组移相隔离变压器。为了省去传统H桥级联多电平变换器中的多绕组移相变压器,提出了一种新型的无变压器级联型多电平变换器拓扑结构。该拓扑由通用拓扑结构派生而来,全部由基本单元级联而成,不需要大量独立直流电源,省去了多绕组移相隔离变压器,具有模块性强、结构简单、易于扩展等优点。和现有的主要多电平拓扑结构相比,随着电平数的增多,使用元件较少,更适合于五电平及以上多电平使用。以五电平拓扑为例进行了研究,分析了其工作原理和悬浮电容电压平衡控制方法,仿真和实验结果验证了其可行性。     

混合级联多电平换流器型静止同步补偿器的优化设计

研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCOM与链式静止同步补偿器进行了对比研究,结果表明HCMC-STATCOM能够有效减少H桥的模块数目,同时能够显著减少储能电容的容量,有利于减少装置的成本及其占地面积。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了35kV/±100Mvar的HCMC-STATCOM仿真模型,仿真结果表明了HCMC-STATCOM拓扑结构的可行性和理论分析的正确性。