基于双波段SHE-PWM开关方案的双桥整流器研究

介绍了一种采用相移变压器的双桥整流器,对这种拓扑结构进行阐述和分析,并且通过对相移变压器的消谐原理进行的推导,得出系统可以四象限运行,并且还具有很高的功率因数的结论。运用SHE-PWM的调制思想,提出了双波段的SHE-PWM的调制方案,得出了具体的计算数据。通过实验研究证明这种拓扑结构以及调制方案对电网的污染很小,具有实用价值。     

基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

基于Walsh函数变换的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonics elimination pulse width modulation,SHEPWM)技术存在调制比受限的问题,为此,提出了基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术。该方法通过分析傅里叶级数变换下的多电平多波段SHEPWM电压波形,归纳出调制比从0到1之间变化时多电平逆变器多波段统一的SHEPWM非线性方程组,再利用Walsh函数变换对其进行求解,从而同时解决了拓展调制比、在线计算、实时控制的难题。以7电平为例,给出了各个波段下的Walsh函数分段线性方程组及开关角度轨迹,同时还考虑了调制比切换处多组解的情况。算例结果验证了该方法的可行性。     

级联型逆变器的双波段阶梯调制

多电平变换器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器,其相应的电路拓扑结构和PWM控制方法是当前的一个研究热点.基于现有的研究成果,本文对阶梯调制特定消谐方法进行了继续研究,推导了阶梯调制特定消谐方程组的模型,在求解过程中提出了双波段的思想,并对这种双波段(Pattern A和B)进行了求解.仿真和实验的结果都证明了阶梯调制特定消谐研究的正确性.     

优化多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是在高压大容量多电平逆变器控制方面备受关注。利用三角余弦函数倍角关系,将七电平逆变器多波段SHEPWM消谐方程组转换为代数多项式组的形式,然后利用Matlab中Solve函数得到全调制比下的所有解。经分析,绘制了总谐波畸变率(THD)最小值随调制比变化的曲线及对应的消谐开关角度轨迹。仿真和实验证明,利用该方法求取的开关角度解正确可行,并且具有高效、快速等优点,对开关角度合理选取及改善多电平逆变输出电压质量很有意义。     

一种新颖的SHE-PWM双波段整流器研究

介绍一种采用移相变压器的双桥整流器,对这种拓扑结构进行了阐述和分析,并对相移变压器的消谐原理进行了推导,得出了系统可以四象限运行,并且具有很高的功率因数的结论。运用SHE-PWM的调制思想,提出了双波段SHE-PWM调制方案,得出了具体的计算数据。实验结果证明,该拓扑结构及调制方案对电网的污染很小,具有一定的实用价值。     

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.     

基于鲁棒系数的逆变器开关角选择方法

在逆变器的选择谐波消除技术中，理想的开关角在实现过程中会引入误差。该文在分析开关角误差特点及危害的基础上，提出了基于鲁棒系数选择开关角的方法，当开关角鲁棒系数越小，则相同的误差对特定谐波成分的影响越小；针对多组开关角或需要消除多次谐波的情形，还提出了相应的综合鲁棒系数．实例表明所提出的方法较好地提高了逆变器谐波消除的鲁棒性。     

基于SHE-PWM逆变器在变电站自动化中的研究

介绍了特定消谐技术的基本思想。通过对SHE—PWM原理的分析,推导出SHE—PWM的数学模型。在所提出的用于直流控制系统的逆变器拓扑结构的基础上,应用所提出的SHE—PWM技术,在MATLAB／SIMU—LINK下进行了仿真研究,结果表明该逆变器系统具有优良的性能,谐波畸变率完全符合国际谐波限制标准。     

三电平逆变器SHEPWM非线性方程组的求解

初值对三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination PWM, SHEPWM)非线性方程组求解过程收敛与否和收敛速度都至关重要。为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种以冲量相等、重心重合为原则的求取非线性方程组初值的方法,使得每一个M下取得的初值往往可以保证大多数M(以0.01为分辨率)值对应的非线性方程组收敛,而且显著加快了迭代的收敛速度。对采用所提方法求得的初值不能收敛的M值对应的方程组求解,采取了以其相邻的M值对应的数值解为初值的有效方法,结合这两种初值方法。以11个开关切换点为例,以0.01为调制度M的分辨率,对M从1.15到0.01范围内的每一点上的非线性方程组,采用Matlab6.5中提供的基于牛顿迭代法的fsolve函数,分别求解,并给出至少一个可以实现的数值解。讨论了三电平逆变器SHEPWM问题的多解现象和简单的优化原则。建立了二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,对所求SHEPWM的解抽样进行实验,实验证明了所求解能够实现基波控制目标并消除选定的低频次谐波,证明该文提出的方法是有效的。     

求解特定消谐逆变器开关角度的完备算法

数值算法和智能算法在求解特定消谐方程组时存在诸多局限,例如初值选取困难,只能得到局部最优解等。针对此问题,提出一种基于groebner基的完备算法。首先将消谐方程组转化为多项式方程组,再通过计算此多项式方程组在纯字典序下的约化groebner基将其化为三角列,最后通过逐次的代入求解并结合约束条件完成对消谐方程组的求解。此方法的优点是无需给定初值且能够求出方程组的所有解,进而得到全局最优解,对于开关点数小于9的单相逆变器和开关点数小于6的三相逆变器都能快速有效求解。仿真结果验证了该方法所求开关角度的有效性。     

H桥级联型逆变器的积分复位控制方法研究

现有的阶梯波调制的级联逆变器的控制方法,由于计算耗时长,在级联单元数超过5个的H桥级联逆变器中难以应用。为解决这一问题,对其采用积分复位控制方法。该方法基于面积等效原理,通过输入输出积分值的比较来计算开关角。此方法计算简单、耗时短,故可用于H桥数更多的级联逆变器的控制。通过仿真验证了该方法的正确性和有效性。     

CHB逆变器阶梯调制的同伦算法研究

介绍了多电平CHB逆变器的几种调制方式以及阶梯调制的方法．并对此方法进行SHE—PWM的研究,着重对SHE—PWM非线性方程组求解的同伦算法进行了数学分析．并且对阶梯调制进行了同伦算法的算例研究,得出了同伦算法具有大范围收敛性以及很高的收敛速度的结论．最后对同伦算法的结果进行了仿真研究．证明其结果的正确性。     

级联多电平逆变器全调制比的特定谐波消除

级联多电平逆变器采用阶梯波调制策略虽然能够产生所需要的基波电压而又不产生低次谐波,但该方法只能在很高的调制比下才能应用,而在中低调制比下不存在具有实际意义的解.为了解决这个调制宽度问题,提出了用多段调制模式的办法来计算级联多电平逆变器的开关角度.本文中利用四段式的方法证明了在中低调制比下,具有实际意义的开关角度仍然存在.针对特定消谐方程组的求解,本文提出一种高效的同伦迭代计算方法,通过将非线性方程组转化为偏微分方程组,然后采用龙格库塔法对其进行求解,最后将该值作为迭代算法的初值继续计算即可求得.对比其他的迭代法,该方法具有很宽的收敛范围.实验结果证明了这种多段式调制模式以及同伦迭代算法的可行性和正确性.     

九电平级联H桥逆变器电压调制技术的仿真研究

首先介绍了H桥级联九电平逆变器拓扑结构和CHB逆变器常用的两种调制方式:相位移位调制和电压移位调制.然后着重对电压移位调制技术进行了详细的介绍,并通过Mat-lab/Simulink/Powersystem仿真软件对其进行了仿真研究,最后通过实验装置做了具体的实验,实验结果验证了本文分析的正确性和CHB逆变器在高压变频及电力系统柔性输配电等领域的高实用价值.     

电网电压畸变下的级联H桥光伏并网逆变器谐波抑制控制策略

三次谐波补偿策略可有效解决单相级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡问题,但在电网电压畸变下易发生并网电流畸变.针对这一问题,提出一种电流谐波抑制环来消除电网电压畸变所带来的影响,并降低电网电流畸变率.分析了电网电压畸变导致电流畸变的机理原因,在此基础上,提出了将并网电流中的谐波成分作为控制对象,实时反馈至系统中,通过闭环...     

特定消谐技术中展宽开关角对的研究

特定消谐式逆变器能够通过对方程组的计算对事先指定的谐波进行消除,因此在理论上能有效地消除谐波.开关器件的导通和关断都需要一定的时间,这使理想输出电压波形中的窄脉冲难于硬件实现.为了得到实际输出电压波形,根据开关器件通断时间的具体要求,提出了展宽开关角对的优化策略.展宽开关角对可分为向前展宽、向后展宽和对称展宽,其中对称展宽在降低谐波幅值和总谐波畸变率方面优于向前展宽和向后展宽.理论分析、数字仿真和试验结果表明,所提出的优化策略可以达到硬件实现容易和总谐波畸变率较小的目的,从而为特定消谐技术更好地应用于工程实际提供了有效的手段.     

特定消谐式逆变器无死区控制策略研究

特定消谐式逆变器在理论上能有效地消除谐波,但死区设置增加了输出电压的谐波含量。通过对特定消谐式逆变器换流机理的分析,研究了感性负载时死区对输出电压的影响。分别对提前关断死区加入方式、滞后导通死区加入方式和对称死区加入方式的工作过程进行了分析,得到相应的波形图和输出谐波幅值公式。提出了应用于特定消谐式逆变器的无死区控制策略,并分析了实现无死区控制的条件。在特定消谐式逆变器中应用无死区控制策略可以消除死区对输出电压的不利影响。     

Optimized switching scheme of cascaded H-bridge multilevel inverter using PSO

The paper uses particle swarm optimization (PSO) to determine the optimum switching angles of cascaded H-bridge multilevel inverter (CH-MLI) so as to produce the required fundamental voltage and reduce the harmonic content. This is done by solving the transcendental equations characterizing the harmonic content. The validity of the proposed method is verified through simulation studies for three-phase, five-level CH-MLI. To compare the results obtained using PSO, the simulation studies have been extended for three-phase, five-level CH-MLI using sinusoidal pulse width modulation (SPWM). The results obtained using PSO are found superior as compared to SPWM in terms of total harmonic distortion at different modulation indices.     

阶梯波多电平变换器特定谐波消除的完全解

针对数值算法和智能算法在求解阶梯波多电平变换器特定谐波消除问题时存在初值选取困难且只能求得部分解的问题,依据Groebner基和对称多项式理论的代数算法,将多元高次多项式方程组的求解转化为一元高次多项式方程和线性方程组的求解,给出了无需选取初值且能得出方程组的所有解的求解方法。与目前已有的其他代数算法(例如结式消元法、吴方法)相比,所能求解的开关点数大幅提升。给出了三相13电平阶梯波变换器在全调制比范围内开关角度的所有解,并通过实验对解的正确性进行了验证。