三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的研究

特定谐波消除SHEPWM，通过开关时刻的优化选择，消除选定的低频次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点，所以受到人们的普遍关注。该文首先针对1／4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

五电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种基于"冲量相等、重心重合"原则和直接数值计算的非线性方程组初值求取方法.以12个开关切换点为例,主要研究了五电平逆变器SHEPWM非线性方程组在调制比从1.15到0.01的全范围变化时的求解方法,对每一个M值给出了至少一组数值解.求解过程证明所提初值方法是有效的.论文讨论了随着M值从大到小变化,SHEPWM问题的解及其代表的波形的变化趋势.对选取的典型数值解进行了仿真和实验研究,结果证明所得数值解能够实现基波控制目标并有效消除选定的低频次谐波.     

多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的初值问题研究

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法，通过开关时刻的优化选择，消除选定的低频次谐波，具有波形质量、效率、直流电压利用率都高、直流侧滤波器尺寸小等一系列优点，所以受到人们的普遍关注。该文提出一种基于面积相等和注入零序谐波相结合的非线性方程组的初值求取的方法，简化了多电平逆变器SHEPWM非线性方程组初值的求取方法，显著提高了初值的有效性，根据一个调制度数值和谐波消除目标确定的初值，往往适用于同样谐波消除目标下、调制度在该值附近的一个范围内的所有SHEPWM非线性方程组，并且较大加快了求解非线性方程组的迭代过程的收敛速度；以五电平电压源逆变器为例，采用电力电子专用仿真软件POWERSIM6，对非线性方程组的数值解进行了仿真研究，结果证实了所提初值求取方法的有效性和实用性。 关键词：；特定谐波消除脉宽调制；非线性方程组；初值     

多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的仿真研究

研究了多电平SHEPWM技术，针对1/4周期对称的多电平PWM波或阶梯波形，给出了根据波形直接确定傅立叶系数和多电平SHEPWM非线性方程组的方法；采用三角载波SPWM方法确定非线性方程组的初值，保证和加速了非线性方程组迭代过程的收敛；以五电平为例，对多电平逆变器的SHEPWM方法，用POWERSIM专用仿真软件进行了仿真研究，结果证明：多电平SHEPWM非线性方程组形式和求解过程简单，易于收敛；根据非线性方程组求得的最终波形不受参考波形限制，能够根据调制比的变化而自动调整；当调制比小于一定值时，线电压所包含的电平数也会有所下降，以满足调制比变化和谐波消除的要求；直流母线电压利用率高；谐波消除效果非常理想，输出波形质量高，是多电平变换器的一种非常有效的控制策略。     

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。     

基于捕食策略遗传算法的3电平中点箝位型逆变器特定谐波消除脉宽调制技术

基于遗传算法(GA)的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术存在易早熟、易收敛于局部最优解等问题,影响了开关角度解的精确度。为此,提出了基于改进遗传算法的3电平SHEPWM控制技术。该方法通过采用捕食策略遗传算法(PSGA)对3电平SHEPWM方程组进行求解,解决了传统数值算法对初值的依赖性、标准遗传算法易早熟等问题,同时该方法可拓展到更多电平的SHEPWM方程组求解中。以1/4周期3角度SHEPWM方程组为例,给出了各个调制度下的开关角度轨迹,同时给出了较高调制度下的另1组可行解。算例结果验证了该方法的正确性。     

三电平逆变器SHEPWM方法及其应用研究

特定谐波消除SHEPWM,通过开关时刻的优化选择,消除选定的低频次谐波,具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等显著优点,所以受到人们的普遍关注.首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形,以频率50Hz为例研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法,提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法,使得求解非线性方程组的速度明显加快;根据非线性方程组的数值解,用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究;用小功率MOSFET管构成二极管钳位三电平逆变器实验电路模型,以双DSP中压变频控制平台为控制器,对三电平SHEPWM方法进行实验研究.仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点.     

基于IGBT三电平逆变器的±100 kvar D-STATCOM

D-STATCOM是一种新型的用于配电网的动态无功补偿装置。文中介绍的±100 kvar D-STATCOM采用IGBT三电平逆变器实现，启动采用直接并网方式，脉冲调制采用特定谐波消除脉宽调制（SHEPWM）技术以消除逆变器输出电压的特定次数谐波，控制器和脉冲发生器分别采用TMS320C3X 数字信号处理器实现。试验表明，该装置具有快速、连续地调节无功的能力和输出电流谐波含量低等优越性能。     

NPC逆变器特定谐波组消除法

针对传统特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)中所得触发角与调制比的非线性关系以及非线性超越方程组的困难求解,指出了SHEPWM中非线性超越方程组解的几何意义.基于此,设计了基于脉宽的谐波消除方法,仅需引入一个变量便可对任一次及其整数倍次的一组谐波进行消除.以5次组谐波和3次谐波消除为例,介绍了该方法在多个谐波消除中的应...     

运用遗传算法选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波

目前,传统的PWM技术和选择性谐波消除问题得到了广泛研究。提出运用遗传算法来选择性消除多电平逆变器新拓扑中的谐波。新拓扑与传统结构相比较有减少开关数量的优势,并且可以把输出电平的数量扩展到任何值,该系统减轻了执行机构的复杂性,缩短了计算时间。对于每一个被要求消除的谐波,如果最优开关切换角存在,搜索过程中,遗传算法都可以找到一组最佳开关切换角。模拟仿真和实验结果都验证了新拓扑适合于不同电平数量的逆变器和不同次数的谐波消除。     

消谐法SHEPWM的谐波影响数值分析

为了研究特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)的谐波影响,采用数值法计算了SHEPWM线电压波形特征及全电压范围的谐波分布、THD、转矩脉动。并与不对称规则采样正弦波脉宽调制(SPWM)进行了数值对比。结果表明,相同开关频率下,在M>0.54区间,SHEPWM的转矩与转速脉动优于SPWM的对应值;而在M<0.54区间,SHEPWM不具有优势。在M∈[0,1]区间,SPWM的THD优于SHEPWM。因此,不同PWM的转矩脉动比值与相应的THD比值之间不具有对应关系。所得结果为客观评估SHEPWM技术性能及其谐波影响提供了新依据。     

改进型三电平PWM整流器的仿真研究

以中点钳位型三电平PWM整流器的基本拓扑结构为基础,建iPWM整流器的数学模型,分析三电平空间电压矢量调制的基本原理,提出了一种改进型前馈控制策略及简化SVPWM控制算法。进行基于MATLAB／sfmuIink控制系统仿真分析,仿真结果表明提出的前馈控制策略及简化SVPWM控制算法具有可行性,系统具有良好的动态性能和稳态性能。     

基于DPC-SVM控制的三电平PWM整流器仿真研究

直接功率控制(DPC)和电压定向矢量控制(VOC)是PWM整流器常用的控制技术。DPC控制动态响应比较快,但其稳态性比较差,而且开关频率不固定,给滤波器的设计带来困难。VOC控制精度高,但算法实现比较复杂。在此基础上提出了一种空间电压矢量控制与直接功率控制结合的控制策略,即DPC-SVM。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环,无功功率参考值设为0,以达到单位功率因数,设计了功率环的参数,对系统进行了仿真研究。结果表明,所提出的控制技术有好的动静态性能,直流母线电压超调量小,电流谐波总畸变率小,并且弥补了直接功率控制和电压定向矢量控制的缺点。     

基于电压空间矢量PWM脉宽调制方式的新型三电平高频整流器研究

本文提出空间矢量ＰＷＭ脉宽调制方式应用于新型三电平高频整流器系统,可以优化开关矢量,降低开关频率,提高直流侧电压利用率,减小交流侧输入电流的谐波畸变;并充分考虑了例如ＧＴＯ开关元件的最小脉宽限制,采用电压反馈补偿的方法来控制中点电位。最后通过基于ＭＡＴＬＡＢ语言及ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真环境对三电平ＰＷＭ高频整流器的系统仿真,证明了理论分析的正确性。     

三相电压型PWM逆变器的状态空间模型及仿真

开关模型的物理概念明确,在其基础上分析了三相电压型逆变器的每相桥臂开关模型,进而建立了变换器带阻性负载时的模型,然后用派克变换对其进行线性变换,从而得到了开关在通态时的线性模型。最后用Matlab进行了仿真。     

三电平PWM整流器空间矢量控制的全数字实现

提出一种便于数字实现的三电平PWM整流器控制算法,采用输入电压空间矢量定向,根据参考电压直接计算位置、作用时间以及发送顺序,从而大大简化了计算;并利用数字处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)实现了整流器空间矢量的全数字控制。     

FPGA based on-line Artificial Neural Network Selective Harmonic Elimination PWM technique

During the last decade, many interests were given to the speed control of induction motor based electrical vehicles (EVs). The calculated Pulse Width Modulation technique with Selective Harmonic Elimination and Voltage Control (SHE PWM) is an attractive alternative for speed control of an induction motor. However, its application is unfeasible in real time application, as in EVs, because the switching angles cannot be calculated and then generated online. To overcome this problem, this paper proposes a new online PWM algorithm based on the Artificial Neural Network (ANN) theory in combination with the SHE PWM. In this paper, the proposed ANNSHE PWM algorithm is first described and simulated. Then, an extensive angle error analysis is carried out in order to check the accuracy of this algorithm. Finally, an FPGA implementation of the proposed algorithm to generate the switching angles is presented in order to validate this algorithm on a real time application. The results obtained shows that the proposed ANNSHE PWM algorithm controls the fundamental voltage and eliminates efficiently the desired harmonics in real time and in the whole range of speed variation.     

计及IGBT暂态特性的PWM逆变电路输出电压谐波分析

PWM逆变器以结构简单、控制灵活等优点广泛地应用于电力系统之中,但其IGBT暂态特性易受结温影响,导致PWM逆变电路输出电压易受温度影响而产生畸变。针对上述问题,文中首先确定IGBT暂态特性与结温关系;通过贝塞尔函数推导出IGBT开关延迟时间与PWM逆变电路输出电压谐波的数学关系;最后在Matlab/Simulink环境下搭建计及IGBT暂态特性的PWM逆变电路模型进行仿真。理论分析与仿真结果表明,IGBT开关延迟时间呈正温度系数关系;在计及IGBT开关延迟的情况下,PWM逆变电路输出电压新增直流与高次谐波成份,谐波总含量增大,电压总畸变率升高。