一种新的开关拓扑变换方法及新型多电平交-交变流电路

该文提出多电平电路可以通过对基本开关单元的延拓的方法导出，并采用该方法导出了几种新型的多电平交流一交流电流电路，其中包括多电平交流斩波电路和多电平矩阵电路。文中详细分析了3电平交流斩波电路和3电平矩阵电路的工作原理，介绍了3电平矩阵电路所采用的控制方法。与传统电路相比，新的3电平电路可利用的电平数增加1倍，输出电压谐波含量得以减小，并且可以采用较低电压等级的功率器件实现高电压、大功率的交流一交流变换。对这两种电路分别进行了仿真和实验，证实了电路的可行性和该文分析的正确性。     

新型三电平交流斩波电路的输出频谱结构分析

关于多电平变换器的研究已经有十几年了，但是多电平技术在交流电能变换当中的应用尚不多见。三电平交流斩波电路是一种用于高压电能变换的新型电路拓扑。它允许使用低电压等级的器件完成高压电能变换，并采用较多的电平数去逼近所希望的波形，使输出电压或电流的质量大大提高，谐波含量减少。文中对三电平斩波电路的输出电压频谱进行了一般性的讨论，得到了普适的结论。这一结论同样可分析普通的交流斩波电路的输出频谱结构。通过实验验证了电路的工作原理。     

新型三电平PWM交流斩波器

交流斩波器广泛地应用于工业加热、灯光控制、感应电动机的软起动等领域。随着电力电子技术的不断发展 ,其应用领域不断向高电压、大功率电能变换拓展。在高压电能变换中 ,现有器件的电压等级往往不能满足装置的需要。多电平技术是解决这一问题的常用方法。与此同时 ,多电平电路使用较多的电平数去逼近所希望的波形 ,使输出电压或电流的质量大大提高 ,谐波含量减少。多电平技术在交流斩波器中应用研究尚不多见。介绍了一种新型三电平PWM交流斩波器的电路拓扑。分析了其工作原理以及浮动电容的电压控制原理 ,分析了输出电压的谐波含量 ,最后给出了实验结果和波形。实验结果表明 ,三电平交流斩波器工作原理正确 ,可以正常工作。     

交流三电平斩波电路及其换流技术的研究

文中分析了一种新型的三电平斩波电路，该电路使用较多的电平数去逼近所希望的波形，使输出电压或电流的质量大大提高，谐波含量减少。同时，允许使用低电压等级的器件完成高压变换。文中介绍了电路的工作原理。在斩波电路正常工作时，双向开关模块的安全换流是一个很重要的问题。本文在传统4步换流的基础上，详细分析了4步换流策略在交流斩波电路的两个实现模式。针对提出的电路以及换流策略本文做了实验研究。实验证明电路工作原理正确，换流策略顺利实现双向开关模块的安全换流。     

适宜于中低电压多电平直流变换器的研究

本文针对两种适宜于中低电压等级的多电平DC-DC变换电路进行了研究，这两种电路与其它多电平电路相比具有结构简单的特点。文中仔细讨论了电路的结构和工作原理，并进行了实验研究，实验结果表明该电路工作原理正确，可以正常工作。     

一类新型三电平软开关DC-DC变换器的研究

该文针对一类新型的三电平DC—DC变换器进行详细的研究，该电路使用一个双向开关构造中间电平，大大简化原有多电平电路的复杂程度，使多电平电路有可能被用于中低功率场合。通过将该电路与传统的全桥电路相比较研究可以发现，该电路具有输出谐波含量小的特点，可以非常有效减小输出无源滤波元件的体积和重量。该文详细探讨了这类新型三电平DC—DC：变换电路的电路结构和工作原理，并进行了实验研究。实验结果证明该电路原理正确，可以正常工作。     

交流系统失控检测与保护

分析了各类交流系统换流失败的机理，并在此基础上提出了快速，准确的失控检测和保护电路，试验表明，该电路反应灵敏，准确，结果令人满意。     

三电平DC-DC变换器的无源软开关新方案

本文针对六种基本的三电平DC-DC变换电路和已存在的无源软开关电路，研究了三电平DC-DC变换器的软开关新方案，给出了实用的三电平无源软开关BUCK、BOOST、BUCK－BOOST和CUK电路。文中归纳了该种软开关单元的统一的构成方法，详细分析了该种软开关单元的工作原理和工作过程，并分析了其不适用于SEPIC和ZETA电路的原因。本文最后进行了仿真和实验研究，验证了该电路的有效性。     

一种具有自修复功能的多电平变换器拓朴

从提高复杂多电平变换器的可靠性出发，提出了一种具有类似生物系统自修复功能的多电平变换器拓扑。电路拓扑工作原理的分析结果表明，该拓扑在正常工作情况下所有开关管均承受单位电平的电压应力，并且以较少的飞跨电容实现每个电压电平的自动平衡。该拓扑不需要任何复杂的中点电位平衡电路或控制措施。文中详细分析了电路中开关管故障对多电平变换器系统运行和器件电压应力的影响。分析结果表明，当某些开关管出现短路或断路故障时，通过简单的软件重构改变驱动信号，利用冗余开关状态组合，电路仍能得到所有电平的正常输出和直流侧电容的电压自平衡，真正实现了原有功能的自修复。整个多电平变换器系统的可靠性由此提高。文中以五电平变换器为例进行了分析研究，并通过仿真实验进行验证。     

基于混合频率载波调制的多电平 PWM控制策略研究

混合多电平功率变换电路因在输出电压电平数相同的情况下采用的级联单元较少而受到关注。但由于其控制算法并未作相应扩展，影响了该电路的实用化。该文在分析混合七电平逆变电路工作原理的基础上，提出了一种适合混合功率单元的混合频率载波PWM调制法。与现有控制算法相比，该方法可使混合功率变换电路的各基本单元都参与PWM调制，避免了低压单元的电流倒灌问题。基于该控制策略给出了各基本单元驱动信号的生成方法，并在研制的混合七电平变频实验装置上实现了该控制算法。     

超导储能用电压型大功率换流器技术

在500 kVA超导储能系统研制中,为了选择合适的功率变换电路拓扑,使系统具有更高的电压等级和灵活性,比较了近年来国内外采用的几种电压型换流器。针对超导储能特点及其在电力系统中承担电能质量调节的要求,分析了传统2电平桥式换流电路、中点钳位型多电平换流电路以及级联型多电平换流电路的性能。分析结果表明,对于大功率超导储能装置,级联型多电平换流电路在电压等级、控制精度及结构灵活等方面均优于另外2种换流器拓扑,采用级联型换流器的超导储能系统实现了模块化构造,可以实现系统冗余及容错运行。仿真结果证实模块化超导储能系统能够在较低工作频率下精确控制电压质量。     

多载波PWM技术在三相五电平CSI中的应用

多载波PWM技术大多应用在电压型多电平变流器中,而将其应用于电流型多电平变流器中也具有良好的消谐波性能。本文介绍一种多载波PWM技术——载波位置相反分布(Phase Opposition Disposition,POD)PWM在三相分相控制式五电平电流型逆变器(Current Source Inverter,CSI)中的应用原理,提出了PODPWM技术数字化实现方案。最后给出了该三相分相控制式五电平CSI系统的实验结果。     

大容量多电平变换器PWM控制技术现状及进展

多电平PWM控制技术是多电平变换器研究的核心内容之一。基于传统两电平PWM技术的研究经验,经过近十几年的发展,多电平PWM控制技术已形成了几类不同的实现方法,同时新的控制方法还在涌现。与两电平相比,多电平PWM控制需要面对一些新的问题,拓展PWM控制的内涵,进而形成新的PWM控制思路。按照目前的发展情况,多电平PWM控制方法一般有多电平载波PWM方法、多电平空间矢量PWM方法,以及其他优化的PWM方法。本文对已有的多电平PWM控制技术进行了归纳和分析,最后指出多电平空间矢量法和载波调制法在一定条件下具有内在的一致性。     

DC—DC变换器主要技术发展综述

近20年来,随着功率开关器件的发展,DC-DC变换器的拓扑和变换技术取得了很大的成就。本文对DC-DC变换器中的主要技术——软开关、同步整流、移相PWM技术和多电平技术的发展与现状进行了综述,并讨论了变换器未来的发展趋势。     

多电平变换器PWM控制技术研究现状综述及最新进展

近年来,多电平变换器成为高压、大功率电力电子系统应用领域的一个研究热点,而多电平脉宽调制PWM(pulse width modulation)控制方法是多电平变换器研究领域的核心问题之一.首先,阐述了3种载波PWM控制方法,并根据不同的控制指标介绍了各类优化载波PWM控制方法;其次,介绍了传统空间矢量脉宽调制SVPWM...     

基于最大延伸定理的级联多电平控制策略分析

近年来,多电平变换器在高压、大功率领域的应用越来越广泛,因而其相应的PWM控制策略也成为一个研究热点。本文提出一种按照最大延伸定理来分配不同电压比的控制策略,在相同输出电平数量情况下,可以减少独立直流电压源数量,即在相同直流电压源的情况下,可以增加输出电压电平数量,因此采用这种控制策略可以提高波形质量,减少谐波,降低高压时输出波形的du/dt,从而降低电磁干扰。同时,分析了各单元取不同电压比时的优缺点以及解决方法。最后通过仿真加以验证。     

基于MPPMSG及混合式3L变流器的新型风电变换系统的设计和比较

在MW级大功率直驱风电系统中,发电机出口电压等级经常采用较低的690V,因此额定电流等级比较高,这对于全功率变流器设计是不利的.常规的解决方案是采用传统的两电平变流器并联来分摊容量,但是这是一种效率不高的解决方案.相比之下,多电平变流器具有较高的效率以及优越的谐波性能,只是在低压应用中半导体成本很高,而且还存在电容电压...     

柔性直流输电换流器经济性分析

本文通过分析IGBT直接串联两电平电压源换流器(2L-VSC)和模块化多电平换流器(MMC)的经济性差异,为特定工作条件下柔性直流输电系统换流器的选型提供理论依据。对比了两种换流器的结构差异,详细分析两种换流器的主电路器件参数设计方法和损耗计算方法,在此基础上提出了合适的换流器经济性评估指标,对IGBT直接串联两电平换流器和模块化多电平换流器的经济性进行定量对比分析。结果表明在35kV及以下工作场合,IGBT直接串联两电平换流器比模块化多电平换流器经济性更好。