单相五电平逆变器的多载波PWM方法分析

针对单相五电平级联逆变器,对不同的多载波PWM方法进行分析。采用载波移相(PS)PWM方式时,其输出波形中含有幅值较大的高次谐波,而载波垂直分布(CD)PWM方式不存在这些问题,但是CDPWM调制方式的低次谐波比较大。与CDPWM调制方式相比,采用PSPWM调制方式所产生的低次谐波分量非常小。结合2种PWM调制方式各自的优点,提出一种混合多载波PWM方法。通过对典型的五电平PWM单相逆变电路的Matlab仿真计算,证明了混合多载波PWM法输出波形中的高次谐波含量小,低次谐波分量介于PSPWM调制方式和CDPWM调制方式之间,总的谐波畸变率最小。因此,对于单相的五电平逆变器而言,混合调制方式为最优。     

一种二极管箝位型多电平逆变器控制方法研究及DSP实现

为改善高频应用中二极管箝位型多电平逆变器的输出电压波形质量,基于阶梯波PWM法原理,利用波形合成理论,分析了逆变器实现谐波控制的工作方法。通过控制开关器件的导通时间,实现了逆变器输出电压低次谐波的消除及输出电压基波幅值的调节。设计了基于数字信号处理器DSP的逆变器数字化控制方案,并给出了实验结果。     

基于等面积法的多电平逆变器SPWM方法

从脉宽调制的基本原理——冲量定理出发,针对1/4周期对称波形,根据分区内PWM波形与参考信号波形的重心相对位置,选三种典型多电平PWM方案,以五电平逆变器为例,研究并发现了在较低开关频率下输出电压谐波含量与基波控制精度随1/4周期内每个分区中PWM波重心位置的变化规律,以此为依据,提出了基于等面积法的数字化PWM控制的最优算法,可以同时实现高基波控制精度和低波形畸变系数。该PWM方法不受拓扑结构和电平数的约束,适用于所有的多电平逆变器,并且具有计算简单、易于编程和实现等优点,特别适用于对快速性、灵活性和输出波形质量有较高要求的应用场合。以五电平逆变器为例,对多电平逆变器的新型PWM方法进行了仿真和实验研究,结果证明了该PWM方法的有效性和实用性。     

一类新型的单相直接式电流型多电平变流器拓扑

目前的多电平变换技术主要是针对电压型逆变器.随着超导储能技术的发展,电流型逆变器的储能效率问题必将得到解决,电流型多电平逆变器也将得到广泛应用.文中提出了一类新型单相直接式电流型多电平拓扑.该类拓扑结构非常简单,所用开关器件和均流电感的数目非常少.文中分析了由该类拓扑组成的单相五电平、七电平变流器的工作原理,并研究了它们在感性负载和容性负载时的变流器输出波形.针对该类拓扑,还给出了一种通过调节输出电平宽度消除低次电流谐波的方法.仿真和实验结果验证了新拓扑的正确性和谐波消除法的可行性.     

适合于多电平变流器的新型驱动方法实现及应用

多电平变流器的开关器件数目远大于常规的桥式PWM变流器,而常用的微控制芯片难以提供足够的PWM触发脉冲。适用于多电平变流器的多路PWM发生器可以通过现场可编程门阵列(FPGA)实现,为此研制了基于DSP和FPCA实现的24路PWM脉冲产生器。在单相级联H桥五电平变流器上进行了实验验证。实验结果表明:所得到的实验波形与自然采样法所得仿真波形的谐波特性很相近。     

二级管箝位式多电平逆变器PWM控制方法

本文描述了中点箝位式逆变器、二极管箝位式五电平逆变器基本工作原理。详细分析了三电平逆变器选择谐波消除法(SHEPWM)，并列出了SEPWM方法的开关角轨迹，给出了仿真波形；对五电平逆变器的PWM控制方法展开分析，并给出仿真波形。     

三电平逆变器双极性调制方式研究

SVPWM控制的三电平逆变器具有减少谐波含量、改善输出电压波形的优点,正在逐步取代传统的两电平逆变器。介绍了三电平逆变器原理和空间矢量算法在其中的应用,提出一种改进算法的三电平空间矢量PWM调制策略和中点电位控制方法。基于TMS320C2812DSP实现了逆变系统的数字控制,利用FPGA和PLC实现脉冲触发和接口控制。仿真和实验结果论证了该算法的正确性。     

基于曲线拟合技术的最优PWM开关角在线计算

针对PWM逆变器特定消谐(selected Harmonic Elimination,简称SHE)技术中开关角求解难度大的问题,利用Matlab中的曲线拟合技术(curve Fitting Technique,简称CFT)可在线计算开关角.为满足高压大功率应用领域的需要并实现波形的多重移相叠加.丰电路采用级联多电平逆变器.研究了单相逆变器开关角初值计算的规律和求解开关角的方法.给出了单相多电平逆变器消谐PWM模型以及求解结果,实现了SHE技术的实时控制.通过Matlab仿真和DSP实验结果,验证了设计的合理性.     

一种新型多电平逆变器在光伏并网系统的应用

传统光伏并网逆变器多采用二电平逆变器,多电平逆变器受其复杂电路拓扑的制约在光伏系统中应用较少.在传统五电平逆变器拓扑基础上,提出一种简化的H桥五电平单相光伏逆变器.该逆变器采用特定谐波消除法调制控制方案,系统并网电流采用模糊PI自整定控制方法,输出电压和电流具有较低的谐波和du/dt,改善了系统稳定性,提高了系统动态响...     

单相五电平逆变器3次谐波自消除SHMPAM

为提升低开关频率单相五电平电压源型逆变器的输出电能质量,设计了一种改进的特定谐波缓解脉冲幅值调制(SHMPAM)策略.为单相五电平级联H桥逆变器的两个开关角建立了约束条件,从而推导出谐波幅值表达式,达到使3倍频谐波自消除的目标,同时还可以降低5次和7次谐波含量.利用一台单相五电平级联H桥逆变器样机开展了实验测试,结果表明新调制算法具有理想的3倍频谐波自消除能力,可作为单相多电平逆变器带线性和非线性负载的优化配置方案.     

一种三相五电平电流型逆变器拓扑及其PWM控制方法的研究

多电平变流器具有输出谐波小、功率容量大、电磁兼容性好等特性而越来越引起人们的重视。随着超导储能技术的发展,电感储能效率的不断提高,在某些大功率应用场合,电流型逆变器也将发挥出其特定的优点。因此,电流型多电平逆变器拓扑和控制策略的研究具有一定的实际意义。文中提出了一种三相5电平电流型逆变器拓扑,并分析了其工作原理。对多载波PWM控制方法进行简化,采用两个相位相反的三角载波得到3电平信号,经过解耦处理,得到了一种适合于该拓扑的5电平PWM开关控制策略,并进行了仿真验证。最后,建立了一个三相5电平CSI的实验系统,对文中所给的拓扑和控制方法进行了验证。     

优化开关模式单相SVPWM与载波PWM统一性研究

针对单相脉宽调制(PWM)逆变器,在分析单相电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)基本原理的基础上,给出了一种优化开关模式单相SVPWM的DSP实现方法。该模式有效避免了PWM周期间和逆变电压扇区间的电压矢量突变问题,降低了逆变开关损耗,且逆变输出波形谐波含量低。通过分析推导优化开关模式单相SVPWM的载波调制形式及其零序信号形式,论证了优化开关模式单相SVPWM与载波PWM的统一,实验结果验证了分析的正确性。     

混合七电平逆变器的变频PWM控制器

采用一种直接PWM算法，研制了一台基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑阵列(FPGA)的混合七电平变频PWM控制器，并在380V／8kW的样机系统上进行了实验。介绍了该控制器的设计原理与实现：给出了实验结果及分析。实验结果表明，该控制器的设计方案实现简单、调试方便，具有良好的输出特性。     

一种电流均衡控制PWM单相5电平电流型变流器

在传统单相5电平电流型变流器拓扑的基础上,提出了一种新型单相5电平电流型变流器拓扑。结合仿真,详细分析了产生1/2电平电流不均衡的机理, 并提出了一种通过直流侧电流反馈来实现均流调节的脉宽调制（PWM）控制方法。最后,以感性负载为例,建立试验样机进行了验证。实验结果表明：在该方法控制下,均流电感电流基本接近于1/2电平,输出的PWM电流波形比较对称,滤波后的电流波形接近于正弦波。     

一种新的分相控制式三相电流型五电平逆变器

在一个三相直接式多电平电流型逆变器（CSI）中利用PWM技术来消除输出电流谐波是非常困难的。文中提出了一类新的三相分相控制式电流型5电平逆变器拓扑。这类拓扑通过三相星形负载的中性线进行解耦，逆变器的每相都可以独立控制，因此可以将多电平PWM技术应用到该类逆变器以减小输出电流谐波。文中给出了一种多载波PWM技术的数字化实现方案。文中以单相逆变器单元为例介绍了三相5电平逆变器的工作原理。最后建立了一个三相分相式5电平CSI的实验系统，验证了文中的结论。随着超导储能系统技术的发展及其应用，电流型多电平变流器将具有广泛的应用前景。     

基于电容箝位五电平H桥的逆变器应用

为研究基于电容箝位五电平H桥逆变器的应用,以电容箝位5电平H桥构成三相逆变器,结合电容箝位3电平和常规H桥电路的优点,并采用消谐波PWM和载波相移PWM相结合的调制策略,对所采用的逆变器拓扑及其控制策略的有效性进行了仿真和实验验证。结果表明:所采用的逆变器拓扑可以方便地得到5电平输出,提高了输出电压和功率等级;所采用的控制策略能够有效提高等效载波频率,降低滤波器的体积和容量;两种调制方法的结合可发挥各自的优势,使控制灵活、实现简单。     

基于EPWM的不对称六电平逆变器研究

研究了一种单相不对称混合6电平逆变器的拓扑结构,该新型逆变器拓扑结构通过一个两电平半桥单元及一个三电平半桥单元级联获得。针对该拓扑结构采用了阶梯波等脉冲宽度调制(Equal Pulse Width Modu-lation,简称EPWM)的控制方法,并在负载端加入了滤波电路。运用DSP硬件平台对该单相不对称逆变器进行了实验验证,两种方法输出波形均很理想。证明了该结构的可行性及控制方法选用的合理性,同时加入负载端滤波电路,使输出波形更平滑,说明了滤波电路发挥了预期作用。     

一种混合9电平电压源逆变器及其变频脉宽调制

介绍了一种应用于中高压变频调速装置的9电平输出电压源逆变器，逆变器的主电路由2种不同拓扑结构的逆变电路组成，分别使用不同参数的开关器件实现，可以综合利用阻断电压高的器件和开关速度快的器件的优点。分析了逆变器主电路的拓扑结构及特点，研究了主电路的开关模式后提出了一种基于载波调制的适合于任意电平数目混合逆变器的PWM(脉宽调制)算法，最后仿真研究了混合9电平逆变器在变速驱动场合中的应用，并验证了算法的有效性。对线电压的频谱分析表明，混合9电平逆变器有很好的输出波形，输出谐波含量少，在高频段输出线电压的总谐波畸变率小于5％，输出电压的dv／dt小，可用于驱动大容量的中高压异步电动机。     

一种新型单相不对称五电平逆变器

该文对一种新型单相不对称五电平逆变器进行研究，这种新型逆变器是通过将半桥二极管钳位逆变器和传统两电平半桥逆变器共享同一直流母线而获得的。针对这种新型拓扑结构该文分析了一种方波合成与消谐波三角载波PWM相结合的控制方法，在这种控制方法下，新型逆变器允许开关速度较快的器件和耐压值较高的器件工作在一起。文中将这种逆变器与其它三种单相五电平逆变器进行了比较。最后本文对一个单相五电平不对称逆变器电路进行了实验验证，并给出相关结论。