逆变器并联系统中死区的环流效应

本文通过研究逆变器开关管死区引起的环流发现,在大功率逆变器中,死区的分散性会引起较严重的环流,且环流会随负载的大小及功率因数的变化而变化。由于大功率逆变器中死区通常较大,当用硬件实现死区时会产生很大的分散性,而大功率逆变器的滤波电感及并机电抗又比较小,这使得因逆变器之间的死区差异引起的环流中含有大量的低次谐波,难以通过均流调节器予以消除。本文分析了逆变器并联系统中由死区的分散性引起环流的机理,并基于20kVA并机系统进行了仿真和实验。结果表明,2μs的死区差异可引起30A的环流峰值,这给并联系统带来了很多不良后果。因此,大功率逆变器并联系统中应当尽量避免死区差异的出现。     

双闭环控制逆变器并联系统直流环流检测与抑制方法

运算放大器的零点漂移、逆变桥功率开关管的特性不一致等原因会使逆变器输出交流电压中含有直流分量。对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。针对这一问题，本文研究了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法，通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。试验结果证明，文中介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

SPWM多重化并联逆变器的死区效应补偿方法的研究

以SPWM多重化为控制技术 ,对电压型并联逆变器的输出特性进行了谐波分析。通过对并联逆变器系统的环流和负载电流的分析 ,给出了一种死区效应补偿的新方法。实验结果表明 ,利用该方法能有效改善并联逆变器系统的输出特性。     

逆变电源并联的谐波环流抑制研究

在逆变器系统中,滤波电感对死区等因素造成的波形畸变能够有效地抑制.对于大功率的逆变器,当滤波电感及并机电抗都很小时,死区等因素可引起很大的谐波环流.研究了逆变器的基本原理,描述了谐波扰动的双环控制模型,介绍耦合电感抑制谐波环流的方法.在此基础上建立了无互联线逆变电源并联的数学模型.研究表明耦合电感能有效的抑制谐波环流,...     

逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法

对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。该文分析了逆变器输出电压产生直流分量的原因，介绍了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法。通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。在由两台3kVA逆变器组成的并联系统上进行的试验结果证明，该文介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

逆变器并联系统中谐波环流的抑制

逆变器中，死区等因素可造成输出电压波形的畸变，而瞬时值反馈调节对这种畸变有很好的校正作用。但在实验中发现，对于大功率逆变器，由于其滤波电感及并机电抗都很小，使得死区等因素可引起很大的谐波环流。瞬时值反馈控制虽然可获得良好的输出波形，但对于这种谐波环流的抑制能力却是非常有限的。本文为研究谐波环流的产生机理及瞬时值反馈控制对谐波环流的抑制作用，建立了基于谐波扰动的逆变器模型。研究表明，波形控制效果较好的瞬时值反馈控制技术，对谐波环流也有较好的抑制作用，而并机电抗将大大影响瞬时值反馈的谐波环流抑制能力。仿真与实验验证了上述结论。     

逆变器并联运行的环流反馈控制

逆变器并联运行时由于各模块输出电压的频率、相位等参数不一致,会在模块间产生环流。先分析了逆变器并联运行时环流产生的原理。然后对加入和未加入环流反馈控制的并联逆变器系统结构做出比较,结果表明加入环流反馈控制后,其输出电压不变,环流大大减少,两台逆变器的输出电流趋于一致。最后用Matlab软件对此并联系统进行了仿真研究,验证了控制方式的可行性。     

逆变器并联运行的环流反馈控制

逆变器并联运行时由于各模块输出电压的频率、相位等参数不一致,会在模块间产生环流.先分析了逆变器并联运行时环流产生的原理.然后对加入和未加入环流反馈控制的并联逆变器系统结构做出比较,结果表明加入环流反馈控制后,其输出电压不变,环流大大减少,两台逆变器的输出电流趋于一致.最后用Matlab软件对此并联系统进行了仿真研究,验证了控制方式的可行性.     

考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究

针对传统微网并联多逆变器运行控制策略仅能在某种程度上抑制系统中的环流,抑制后的环流仍然比较大的问题,提出考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究。首先,建立微网并联多逆变器模型;基于微网并联多逆变器模型,计算微网并联多逆变器输出有功功率和无功功率;根据计算出的数据,提出改进后的下垂控制方法,对系统进行控制,以减小系统的环流值,控制微网并联多逆变器稳定运行。仿真实验结果显示,在存在环流干扰条件下,当有功功率和无功负载出现变化时,采用所提方法对微网并联多逆变器进行控制,其输出功率和输出频率会随着有功功率和无功负载的变化而产生相应的变化,实现了微网并联多逆变器稳定运行,说明该方法在微网并联多逆变器稳定运行控制研究方面有一定的参考价值。     

共直流电源三相逆变器并联的零序环流分析及其抑制

当并联的逆变器共直流电源时，若各台逆变器的参数不一致将会引入零序环流，文中首先建立了零序环流的数学模型，并提出了相应抑制零序环流的控制策略，最后在两台共直流电源的三相逆变器并联系统中给出了相应的仿真分析结果。     

开绕组电机驱动用双逆变器死区效应补偿方法

与传统两电平逆变器的死区效应不同,开绕组电机驱动系统中双逆变器的开关死区将导致零序电压和零序电流,使绕组电流出现低频次谐波,影响系统的性能。提出了一种双逆变器开关死区导致的零序电压的补偿方案,通过扩展占空比最大的一路开关信号的导通时间,来插入一个补偿电压矢量,利用补偿电压矢量产生的零序电压抵消开关死区导致的零序电压,从而抑制系统的零序电压和零序电流。通过在开绕组感应电机驱动系统中的仿真和试验,验证了死区补偿方法的有效性。     

±500 kvar GTO-SVG中 GTO死区补偿的研究

分析了GTO死区存在严重恶化SVG输出电压的原因;提出了一种有效的补偿死区的方法,该方法不需要实时判断系统电压和电流的方向来实时改变补偿死区的规律,而是根据SVG自身的运行特点,提出一种判断SVG输出无功的方向（可通过简单地判断SVG输出电压与系统电压之间的角度δ的方向来实现）,即可离线设置两个方向上的死区补偿的角度修正值Δδ,从而方便地实现死区补偿的方法。该方法不仅有效地减小了SVG输出电压的失真度,还可节省大量的CPU运行时间;在±500 kvar SVG上进行试验,其结果验证了该补偿方法的有效性和必要性。     

A Coupled-Reactor-Commutating Sinusoidal-Wave Inverter

A coupled-reactor-commutating sinusoidal-wave current-source inverter is described. The inverter consists of two coupled-reactor-commutating inverters. By superposing the output currents of these two inverters, output currents of a 180° conducting angle are formed, and are controlled in order to achieve a sinusoidal waveform. The operation and the control scheme of the inverter are described, and experimental results are presented. Compared with the usual PWM voltage-source inverters, the on-off frequency of each chopper may be decreased almost to one tenth of that of the PWM inverter.     

抑制多台分布式发电单元自治微网环流的主从控制策略

为提高自治微网系统的容量和可靠性,多台分布式发电(distributed generation,DG)单元多并联运行。各DG输出电压幅值、频率、相位等微小的差异会在各DG间产生较大的环流,使其中的逆变器性能变差或损坏,因此必须对环流加以控制。分析了自治微网中多台DG并联运行时环流产生的原理,提出了用以抑制环流的等电压、等电流、等功率以及混合式4种主从控制策略。根据各DG采用的LCL接口电路,给出了相应的嵌套式逆变器控制结构。以含3台并联运行DG的自治微网为算例,用Matlab/Simulink进行仿真,分析了不同负载情况下的环流抑制效果,验证了上述策略的正确性和可行性。     

Modeling of motor bearing currents in PWM inverter drives

Pulse-width modulated (PWM) inverters have recently been found to be a major cause of motor bearing failures in inverter-fed motor drive systems. Specifically, all inverters generate common-mode voltages relative to the earth ground. These voltages provide coupling or bearing currents through motor parasitic capacitances to the rotor iron which flow via the bearings to the grounded stator case. In this paper, a model of bearing currents caused by PWM inverters is proposed. The model is based on transmission line theory which uses an equivalent lumped parameter π-network to describe the parasitic coupling phenomenon. The model parameters are then identified by matching the calculated model outputs with those of experimental measurement. The validation of the method is demonstrated by the fact that the model can reproduce a variety of experimental results obtained on a test motor. An application of this method also gives a motor grounding current model. As the conducted electromagnetic interference (EMI) in motor drive systems is related to the grounding currents, the grounding current model can be used for the analysis of conducted EMI in motor-drive systems     

三相逆变器并联系统中零序环流的研究

现有的文献已经论证了在三相逆变器并联系统中,存在着零序环流的通路。然而,这些结论基本上都是在无输出变压器及忽略了三磁柱电感磁路耦合的前提下得出的。事实上,在三相逆变器中,出于体积和成本的考虑,滤波电感和输出变压器通常都采用三磁柱铁芯来绕制,由此带来的三相问磁路耦合使得三相逆变器的零序相量特性与三个单相逆变器构成的三相逆变器是完全不同的,这对三相逆变器并联系统中的零序环流也产生了很大的影响。该文基于三磁柱变压器及三磁柱电感的动态方程建立了带三磁柱电感及三磁柱变压器的三相逆变器瞬时零序分量模型。基于该模型的分析发现,三相逆变器并联系统中,三磁柱电感及三磁柱变压器的采用使得零序环流的大小和通路发生了很大的变化。仿真与实验验证了上述结论。     

Multilevel inverter modulation schemes to eliminate common-mode voltages

It is well known that conventional two-level pulsewidth modulated (PWM) inverters generate high-frequency common-mode voltages with high dv/dt. Similarly, commonly used multilevel inverter modulation schemes generate common-mode voltages. Common-mode voltages may cause motor shaft voltages and bearing currents and conducted electromagnetic interference (EMI). Premature motor bearing failures and electronic equipment malfunctions have been reported to be directly related to bearing currents and EMI. In this paper, approaches to eliminating common-mode voltage when using multilevel PWM inverters are presented. It is shown that inverters, which have an odd number of levels, will generate zero common-mode voltage by switching among certain states. Therefore, motor bearing currents will be eliminated and conducted EMI will be reduced. Both sinusoidal PWM and space-vector modulation (SVM) schemes are discussed and detailed comparative simulation results between conventional and novel modulation schemes are provided. The value of the proposed technique is demonstrated experimentally by applying the novel SVM approach to a conventional multilevel inverter.     

三相输出变压器对逆变器并联的影响

在三相逆变器并联系统中,为实现均流,需对三相输出电压进行独立调节,但这样会引起三磁柱输出变压器中磁路不平衡,进而引起励磁电流的紊乱及环流的不稳定。本文对三磁柱变压器的相间磁路耦合进行了分析和实验。发现三相电压不平衡对采用三磁柱变压器的三相逆变器并联系统的环流影响很大,这使得带三磁柱输出变压器的逆变器并联系统中,三相电压的独立调节是有害的。在此,基于三相电压的统一调节来实现均流,实验证明是切实可行的。它在实现很小环流的前提下,可使并联系统具有很强的稳定性。     

模块化UPS采用虚拟阻抗的瞬时均流控制方法

多逆变器并联系统中大多采用基于相量的均流控制策略,这种均流方式由于精度低,且缺乏对瞬时环流冲击的抑制能力,已逐渐被瞬时均流方式所取代。针对逆变器并联系统建立瞬时环流模型,提出一种在瞬时环流的反馈通路中引入虚拟阻抗的瞬时均流方法。通过合理配置该虚拟阻抗值可获得简洁的动态环流调节方程,从而实现良好的瞬时均流调节特性。分析表明,引入虚拟阻抗的瞬时均流方法具有很好的均流效果,且虚拟阻抗的引入并不影响并联系统的稳定性及输出特性。仿真与实验结果验证了所提出方法的优越性。