三相四桥臂逆变器

叙述了三相四桥臂逆变器的工作原理与控制方法。     

三相四桥臂逆变器控制方法研究

在边远海岛建设的海洋能独立电站通常采用逆变器为用户供电,由于生活用电多为单相负载或非线性负载,因此采用四桥臂逆变器,可灵活、高效地为不对称负载及非线性负载提供三相对称电压。对三相四桥臂逆变器的数学模型及控制方法进行研究,针对常见方法中存在的问题,提出将逆变器各交流变量分别进行正负序d,q,0变换,由前三桥臂调节输出电压正负序分量,由第四桥臂调节输出电压零序分量的控制方法,并在不同类型负载情况下,对该控制方法进行仿真与实验,验证了该方法的有效性。     

采用SVM控制的四桥臂三相逆变器

文章介绍了四桥臂三相逆变器的结构，其三相负载可以是平衡的或不平衡的、线性的或非线性的。由于第4桥臂的加入，空间矢量调制控制变得非常复杂，而且不能处理未知负载。分析了三相逆变器的中点电压这个关键量，提出了1种新的SVM控制方案，该方案易于实现并能带未知负载。仿真结果证实了该方案的可行性。     

一种新颖的三相四桥臂逆变器解耦控制的建模与仿真

三相四桥臂逆变器是针对三相不平衡或非线性负载的供电提出来的。该文提出了1种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。建立了三相四桥臂逆变器在αβγ空间的电路模型，分析了其在αβγ空间的三维电压矢量分布并由此提出了1种采用2个三电平滞环比较器和1个两电平滞环比较器相结合的内环电流调节方案。外环采用了同步坐标电压控制器，使用1个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。建立了整个系统在dqo坐标系下的控制模型，实现了对d,q,o3个分量的独立解耦控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性与可行性。     

基于三相综合补偿的四桥臂逆变器控制

针对四桥臂逆变器,提出了基于三相综合补偿的四桥臂控制方法.分析了四个桥臂在逆变过程中的作用,形成了三相综合补偿策略.该补偿策略用第四桥臂补偿输出不平衡因素,形成第四桥臂和各相桥臂综合补偿相电压的模式,发挥出四桥臂结构的优势,在阻性(或感性)不平衡负载条件下,增强了控制能力.基于三相综合补偿策略,文中针对电感电流为正弦波的特征,采用积分算法逼近电感电压,构造闭环控制结构,并给出四个桥臂的控制方法.该控制方法避免了微分算法引入的高频干扰和通用滤波算法引入的相位偏移,确保了输出电压收敛于理想波形.仿真结果验证了四桥臂综合控制方法的有效性.     

一种三相四桥臂逆变电源的控制方法

一种三相四桥臂电源系统,整流部分为单位功率因数可调,可以减少对电网谐波污染,同时可以适应输入线电压220～490 V的宽范围变化,保持母线电压的稳定。逆变部分采用三相四桥臂输出,分析了四桥臂逆变器特点,提出一种谐振控制器方法,此电源具有很强的带不平衡负载的能力。在理论研究的基础上研制了一套30 kW的电源系统,采用双DSP结构,DSP之间利用双口RAM进行信息交换.结果证明所采用的控制方法是正确和有效的。     

一种三相四桥臂逆变器的数学模型分析

在分析三相四桥臂逆变器工作模态的基础上,引入开关状态函数建立了四桥臂逆变器系统离散的、非线性的数学模型.提出应用开关周期平均算子,将离散的系统化成连续的系统,并用小信号扰动法将非线性的系统化成线性系统,建立了从三相四桥臂逆变器控制输入到逆变器输出的传递函数数学模型.并应用PSIM软件对相同参数下元件电路开关模型和传递函...     

三相四桥臂逆变器控制策略研究

针对传统三相三桥臂逆变器带动不平衡负载时输出交流电压对称性差的问题,研究分析三相四桥臂逆变器控制策略,前三桥臂采用输出电压正、负序控制策略,第四桥臂利用中性电流跟踪负载电流的负和来进行单独控制,可有效提高三相四桥臂逆变器的通用性,降低其控制难度,搭建Matlab仿真模型,验证了控制策略的合理可行性,实现了带动不平衡负载的能力。     

四桥臂三相逆变器的解耦控制

四桥臂三相逆变器是针对三相不平衡或非线性负载供电提出来的。由于第四桥臂的滤波电感引起的耦合效应，使三相电压的控制变得十分复杂。该文针对这一问题，提出了一种解耦控制策略，将滤波电感看成电源内部阻抗，并从改变电源内部阻抗思想出发，推导出变换关系，使三相电压控制实现解耦，将复杂的三相电压的控制，转化为单相电压控制问题，同时，解决了第四桥臂电感值的选择问题。该变换需要的参数和变量较少，简化了四桥臂三相逆变器的控制算法。以该解耦变换思想为基础，构造了四桥臂三相逆变器控制系统。仿真结果显示，该逆变器可带任意负载，且具有良好的动态特性和静态特性.     

一种新颖的三相四桥臂逆变器电流调节方案研究

针对三相四桥臂逆变器现有电流调节方案存在的某些问题，提出了一种改进的基于三雏空间电压矢量的电流调节方案．整个方案仅需三个最高开关频率受限的三电平比较器和相应的电压矢量选择表，实现简单，参数调整方便。文中对其原理进行了理论分析，给出了三相四桥臂逆变器带不平衡负载和作为三相四线有源电力滤波器应用时的仿真结果，验证了其正确性和可行性。     

发电用微型燃气轮机三相四桥臂逆变器解耦控制

针对发电用微型燃气轮机系统中的三相四桥臂逆变器,提出了基于内阻变换的解耦控制策略。主要将逆变器和其输出滤波器作为一体化逆变电源,进行一体化建模和一体化控制。经过等效变换,将零线桥阻抗值变换为零,将其他各相的阻抗等效地降为较低的阻抗值,将其解耦成三个相互独立的单相逆变器。控制方法上,采用幅相多环控制,特别是对不平衡和非线性负载具有良好的控制能力。仿真和实验结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制

提出了四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制(selected harmonic elimination ，SHE)方案。传统的SHE思想利用傅里叶分析建立消除低次谐波的方程，在单相逆变器和三桥臂三相逆变器中得到较广的应用，该文将SHE思想扩展应用于四桥臂三相逆变器中。4个桥臂开关管的控制脉冲产生思路为：①逆变器的3个桥臂采用SHE技术消除6k±1次谐波(其中k为1、2、3 …)；②通过第四桥臂产生和其余3个桥臂产生的3k次谐波相抵消的低次谐波。此方法消除了四桥臂逆变桥产生的所有低次谐波，输出电压总谐波含量(hTHD)小，开关频率低，适用于中大功率中高频输出的应用场合。采用本控制方法的四桥臂三相逆变器还具有不平衡负载下相电压不平衡度小、输入直流电压利用率高等优点。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。该文的拓展型SHE控制思想还可以扩展应用于M桥臂M-1相输出的场合。     

三相四桥臂下抑制共模干扰的SPWM策略

传统的三相三桥臂逆变器因电路不对称而产生了很大的共模电压和电流。本文介绍了三相四桥臂结构对逆变器共模干扰抑制的原理和为了达到平衡采用的载波移相SPWM控制策略,指出了该方法存在的调制指数被限定的缺陷。为了弥补该缺陷,本文提出了SPWM跳变后移的改进策略,阐述了该控制策略的理论依据及其实际效果。改进后的策略突破了原策略调制指数的限制,扩大了三相四桥臂逆变器载波移相SPWM控制策略的应用前景。     

不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制

不平衡工况下,三相四桥臂逆变器并联系统不仅可以输出平衡的三相电压波形,而且还可以拓展系统的容量。与传统的三桥臂逆变器并联系统相比,三相四桥臂逆变器并联系统需要对正序、负序和零序电流进行控制,因此三相四桥臂逆变器的并联控制系统更为复杂。该文对三相四桥臂逆变器并联运行时,各序电流的分配进行了分析。为了使逆变器输出的正序、负序和零序电流能够按并联逆变器的容量分配,提出了正序电流使用下垂控制、负序电流与第四桥臂电流使用虚拟阻抗法分别控制正序、负序和零序电流的分配,并且对三相四桥臂逆变器的前三桥臂与第四桥臂分别进行控制,最终在不平衡工况下使并联三相四桥臂逆变器系统输出电压平衡且输出电流和输出功率按并联逆变器的容量分配,减小系统的环流。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

非隔离型三相四桥臂光伏逆变器漏电流抑制研究

针对非隔离型三相三桥臂光伏逆变器无法有效抑制漏电流的问题,提出基于三相四桥臂拓扑的漏电流解决方案。建立非隔离型三相四桥臂光伏逆变器系统共模模型,分析了影响系统漏电流的主要因素和变量,提出一种基于布尔函数逻辑运算的新型载波调制策略。该调制可以实现共模电压恒定,从而有效抑制漏电流。最后搭建了TMS320F28335DSP+XC3S400FPGA数字控制硬件实验平台,对提出的新型载波调制进行了实验研究,并与传统调制方案进行了对比分析,实验结果验证了提出方案的有效性。     

基于三次谐波注入法的三相四桥臂逆变电源

三相四桥臂逆变电源的三相负载可以是任意的,但由于第四桥臂的加入,使控制变得非常复杂.本文介绍了国内外对三相四桥臂逆变电源各种控制方法的优缺点,分析了三相四桥臂逆变电源的调制信号与输入直流电压的关系,提出了一种三次谐波注入法的新的PWM控制方案,同时谐波的注入不会影响输出电流,并能带任意负载.仿真和实验结果证实了该方案的可行性.     

面向复合故障的牵引逆变器四桥臂容错控制

针对牵引变流器中NPC型三电平逆变器在一相或两相桥臂发生复合故障后的容错控制问题,在给出三电平逆变器四桥臂容错拓扑及其控制方式的基础上,通过分析逆变器主桥臂冗余矢量容错能力,归纳出复合故障类型,并就不同类型故障提出相冗余与矢量冗余相结合的容错控制策略,最终通过仿真建模对复合故障容错控制策略进行验证。仿真结果表明,三电平逆变器两相桥臂同时发生故障时可实现自动容错,故障后系统仍可全额或降额持续运行,验证了所提控制策略的有效性。     

三相四桥臂逆变电路零桥臂的控制策略

通过对三相四桥臂逆变电路的相电压进行波形分析，证实了零桥臂以50%固定占空比工作的正确性及可行性，但发现零桥臂以50%固定占空比工作时存在较多的窄脉冲。窄脉冲的减少对负载相电流输出波形的影响很小，但可以减少负载相电流的交变频率。为了减少相电压波形中窄脉冲的数量，提出了零桥臂以浮动占空比工作的思想，并制定了零桥臂以浮动占空比工作的控制策略。通过减少负载相电流的交变频率，降低了负载损耗，改善了三相四桥臂逆变电路的实际应用效果。     

一种三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略

基于三相四桥臂电压型PWM逆变器的工作原理,研究了双闭环控制策略,并在此基础上研究了利用三相半波整流器实现三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略。此方法采用双闭环控制方法控制前三桥臂,采用三相半波整流器对前三相调制信号进行处理以获得第四桥臂信号控制,系统结构简单、易于控制。系统可采用纯模拟器件实现,有效地避免了DSP处理能力有限对PWM开关频率的限制,有效提高系统的开关频率,具有动态响应速度快,输出电压波形谐波含量低等特点。此外,三角波注入提高了直流电压利用率,增强了系统带不平衡负载的能力。仿真结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。     

基于三相四桥臂的永磁容错电机控制系统研究

针对高可靠性和高输出性能要求的航空用电机驱动系统,提出了基于三相四桥臂的永磁容错电机控制系统。通过电流解耦,对电机绕组中的交直轴电流及零轴电流进行分析,提出了恒iq,id控制算法。该算法可以实现电机及其控制器发生一相断路或短路故障(包括绕组故障和功率管故障)时,系统输出的功率和转速不变,而故障态的转矩脉动最小化输出。MATLAB仿真证明了该控制策略的正确性及可行性。