高压变频调速系统仿真研究

详细地分析了两电平高压变频器共模电压产生机理。为有效抑制共模电压对高压变频器的不良影响,提出了两种措施和一种新型拓扑结构:在24脉波整流输出的直流电路中设置共模电抗器,在三电平逆变器和电动机之间设置输出滤波器,并将滤波器中性点、直流侧中间点和三电平逆变器中性点相连。利用MATLAB的Simulink环境,基于该拓扑结构对6kV/2250kW的电机进行了仿真研究。从仿真结果可以明显看出,所提出的有关减小高压变频器的共模电压的措施有利于减小电磁干扰,提高变频器运行的可靠性。     

基于MATLAB的多电平高压变频器的仿真研究

级联式多电平变频器具有输出波形好、谐波含量低、无需滤波器等特点.在介绍级联式多电平变频器工作原理的基础上,对多载波控制算法进行了分析和研究.为了降低系统的研发成本和加快系统研发进程,使用MATLAB软件进行系统建模与控制算法的仿真.结果表明,级联式变频器能够有效抑制电压变化率和共模电压.且谐波含量低.仿真结果与理论分析一致,验证了MATLAB软件应用于多电平变频器系统分析的可行性,为研究分析级联式变频器提供一条新途径.     

载波调制的三电平光伏逆变器共模电压抑制研究

针对中高压大功率三电平光伏逆变器应用中共模电压的负面效应,分析其产生机理,结合同相载波调制策略对逆变器共模电压的抑制效果,通过改进开关序列组合,提出一种改进的反相载波调制策略,该策略有效地将三电平光伏逆变器共模电压减小为同相载波调制策略下的一半,仿真和实验结果证明了所提出的改进的可行性和对共模电压抑制的有效性．     

新型三电平中压变频器

由清华大学电机系和天津华云工控公司联合开发的,使用国外最新的IGBT功率模块和驱动模块,具有高可靠性的三电平200kW中压变频器取得成功。这种新型变频器针对中点嵌位和电压跳变这两个多电平逆变器中的关键问题,提出并实现了具有实际工程应用价值的VVVF软件算法。这套三电平变频器已经成功运用于多家油田的潜油泵驱动中,其技术优势为:在不同的交流电压、频率下,电机的起动、运行、停止都很平稳,没有大的冲击电流;在一定的输入电压和输出频率下,输出功率、流量、扬程都能达到要求,输入功率因数接近1,有显著的节能效果;变频器在超频情况下…     

T型三电平逆变器在不间断电源中的实现

针对两电平不间断电源（UPS）输出电压总谐波畸变率高的问题,本文设计的单相T型三电平不间断电源有效的降低了输出电压总谐波畸变率。首先根据开关频率和电压应力的要求,对T型三电平逆变器的开关器件和LC滤波器进行了硬件设计。然后,在开关函数模型中加入零电平电压,使逆变器输出三电平电压,有效的减少了输出电压中谐波的含量。最后,通过MATLAB/SIMULINK的仿真和6 kW不间断电源样机在阻性负载、非线性负载下的实验;得到了实验波形和0.23%的输出电压总谐波畸变率,结果验证了硬件设计的正确性,输出电压总谐波畸变率低于IEEE标准中5%的要求。     

不对称级联型多电平变频器的分析及改进

不对称级联型多电平变频器拓扑结构各单元直流母线的电压不尽相同,采用混合控制策略,可以用较少的功率器件输出更多的电平数,达到更好的输出性能．引入最大延伸定理,为不对称级联型多电平变频器各单元选取电压比值提供理论依据,同时给出了一种改进型不对称级联型多电平变频器拓扑结构．     

三电平STATCOM的建模和仿真分析

利用开关函数的概念,建立了三电平STATCOM的数学模型.在不考虑系统有功损耗的情况下,对三电平STATCOM在基频调制下的电压、电流进行了理论分析.同时利用所建数学模型,对STATCOM的瞬时有功与无功功率变化情况以及电压和电流波形进行了仿真分析.仿真结果表明所建模型及电压、电流理论分析方法是正确、有效的,可推广应用于其它类似结构的电力电子系统的分析中.     

双向DC变换器拓扑的电动汽车电磁干扰仿真

为了研究带双向DC-DC和DC-AC拓扑结构电动车的电磁干扰,在对电动汽车能量变换器拓扑进行详细分析的基础上,建立了包含两个共模电压系统的传递函数.由于各种电动汽车中能量变换电路拓扑结构的差异,以及连接、固定方式、开关器件的不同,导致了在共模电流回路参数变化时,在车体产生不同的共模电压,对此进行了时域和频域的分析,并建立了仿真模型.仿真结果表明,不同的参数变化时,对共模电压的低频或高频段产生不同的影响.利用仿真结果,可以在设计阶段对电动汽车的电磁干扰进行预测,缩短开发周期.     

三电平STATCOM的建模和仿真分析

利用开关函数的概念,建立了三电平STATCOM的数学模型．在不考虑系统有功损耗的情况下,对三电平STATCOM在基频调制下的电压、电流进行了理论分析．同时利用所建数学模型,对STATCOM的瞬时有功与无功功率变化情况以及电压和电流波形进行了仿真分析．仿真结果表明所建模型及电压、电流理论分析方法是正确、有效的,可推广应用于其它类似结构的电力电子系统的分析中．     

串联IGBT高压变频器研究

给出了高压变频器的主电路，用两个IGBT串联来达到3.15kV的逆变。变频器一共使用了36只4.5kV的IGBT，可做成输出电压3.15kV的变频器。分别论述了整流电路、逆变电路和三电平控制原理。阐述了串联IGBT同步导通、回步关断的必要性和实现方法。对IGBT损耗使本身温度升高的问题，给出了有效的解决办法。本变频器实现了大功率、高电压的输出，输出谐波小，在接负载时，无需滤波电路。     

三电平逆变器驱动的IPMSM模型预测电流控制系统研究

三电平逆变器拓扑结构简单、所用器件较少且每个功率管所承受的电压应力小,适用于高电压、大容量的场合.相比于传统两电平逆变器,三电平逆变器输出电平的数量从2变成3,输出的电压电流谐波含量低,波形正弦度更好.本文提出内置式永磁同步电机模型预测电流控制算法,以提高控制系统电流动态响应速度,并针对该算法在控制系统中产生的时间延迟...     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.     

三电平逆变器空间矢量控制算法比较研究

对三电平逆变器(SVPWM)经典算法和改进算法中电压空间矢量所在的扇区判断、所在的三角形的判断进行了详细的研究,并在确定了矢量所在的位置后根据伏秒特性计算各矢量的作用时间.最后,通过MATLAB对三电平逆变器在空间矢量控制算法下产生的线电压和相电压进行了仿真,并对其产生的谐波进行了分析,通过比较证明了三电平和两电平相比...     

基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法

提出了基于单Z源三电平SVPWM逆变器的蓄电池充放电策略,并设计了闭环控制系统.研究了电流前馈解耦的阶段式充电、功率前馈解耦的恒功率放电,以及恒功率放电时的升压控制方法.经Matlab仿真验证,该系统可实现蓄电池充电时的限功率恒压、恒流控制,以及具有升压特性的输出恒功率并网控制.     

三电平逆变器空间矢量控制算法比较研究

对三电平逆变器（SVPWM）经典算法和改进算法中电压空间矢量所在的扇区判断、所在的三角形的判断进行了详细的研究,并在确定了矢量所在的位置后根据伏秒特性计算各矢量的作用时间。最后,通过MATLAB对三电平逆变器在空间矢量控制算法下产生的线电压和相电压进行了仿真,并对其产生的谐波进行了分析,通过比较证明了三电平和两电平相比,三电平输出谐波分量较少,能够产生较高的功率质量。     

Research of Wavelet Modulation for Single-Phase Three-Level Inverter

单相三电平逆变器小波调制策略的研究

刘洪臣,范国磊,苏振霞

（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨150001）

创新点说明：

提出了单相三电平逆变器的小波调制策略,提高了输出电压的基波含量,降低了输出电压的谐波含量。

研究目的：

将小波调制应用于三电平逆变器中,降低输出电压中的谐波含量。

研究方法：

1.小波调制策略从两电平逆变器扩展到三电平逆变器;

2. 通过理论分析三电平逆变器小波调制策略的输出电压基波和谐波含量,证明其方法的优越性;

3. 通过仿真和实验对所提方法的正确性进行了验证。

结果：

基于小波调制的三电平逆变器的输出电压的基波含量高,谐波含量低;

结论：

三电平逆变器小波调制的输出电压谐波含量小、基波幅值大,能很好的改善输出电压质量,并且开关频率低,算法简单,易于实现。对于小波调制策略而言,研究表明小波调制总采样组数D与电压谐波畸变率存在非线性关系,因此当选择适当的采样组数D时,逆变器的开关频率、开关损耗及谐波畸变率将很小。

关键词：小波调制;三电平逆变器;谐波含量;基波

     

基于三电平的直接转矩控制方案

对交流异步电机采用三电平逆变器与直接转矩控制相结合的方案,在保证直接转矩控制精度的同时,针对基于二极管箝位式的三电平结构的方案,采用直接转矩控制算法设计一种采用基于12矢量的相对简单的直接转矩三电平控制方案.仿真结果表明它具有控制简单、响应速度快、转矩控制精度高等特点.该控制方案应用于中高压电机调速系统中具有良好的节能效果.     

基于三电平空间矢量调制的能量回馈研究

在研究三电平空间矢量调制方法的基础上,提出将该方法用于能量回馈。分析了三电平空间矢量调制方法如何运用于逆变器中,给出了电压矢量作用时间的计算方法和如何用二电平简单判断三电平参考矢量所在区域的方法,并详细分析了脉冲序列的实现方法,对一些脉冲序列进行了改进,从而再次降低输出谐波。针对能量回馈,结合三电平空间矢量调制进行了系统实验,实验结果验证了方案的正确性。