多电平电压源逆变器降低共模电压的脉宽调制策略的研究

多电平逆变器因为存在的开关状态多,因此其调制方法也较为复杂。通过选择适当的开关状态,部分共模电压降低调制方法(PCMVPWM)能将共模电压降低到直流侧电源的1/3,而完全共模电压消除调制方法(FCMVPWM)能够完全消除共模电压。本文主要揭示了这两种调制方法与基于载波的脉宽调制的关系并进行仿真比较。最后,在实验室建立的NPC三电平逆变器的原型机上对算法进行了实验验证,结果表明该调制方法能够有效地降低共模电压。     

高压大容量五电平逆变器共模电压抑制研究

以一种新型五电平逆变器为研究对象,首先对其工作原理进行了分析;然后根据开关状态分布特点提出一种消除共模电压的调制策略,该调制策略不仅能实现系统共模电压为零,同时还解决了飞跨电容电压平衡问题;最后在Matlab/Simulink环境下对传统调制策略和该文提出的新型调制策略进行对比研究,结果验证了所提出方案的有效性。     

多电平逆变器共模电压的抑制

大多数脉宽调制的多电平逆变器会产生共模电压,导致很大的电机轴承电流和电磁干扰,直接影响电机轴承的使用寿命和电子设备正常工作.为此,针对多电平逆变器电压空间矢量的特点和规律进行了分析,并对各个电压空间矢量以及各种冗余开关状态进行研究,发现了冗余开关状态与共模电压的内在联系,同时提出了一种抑制多电平逆变器共模电压的空间矢量方法.仿真与实验结果证明了该理论分析以及所提出的抑制共模电压方法的正确性.     

二极管箝位三电平逆变器共模电压抑制技术

针对二极管箝位三电平逆变器,根据小矢量作用时中点电流与相电流方向,将小矢量分为正小矢量和负小矢量,提出一种不含正小矢量的脉宽调制矢量合成策略,将逆变器输出共模电压幅值由原来的1/3直流母线电压降低到1/6直流母线电压。将参与输出电压合成的负小矢量按照矢量合成关系分为过渡小矢量、附加小矢量1和附加小矢量2,并根据不同小矢量作用时对中点电压的控制能力推导出最优小矢量选择标准,实现对中点电压的有效控制。通过试验验证了纯电感负载和单位功率因数2种典型工况下共模电压抑制策略与中点电压控制策略的有效性。     

基于载波和空间矢量调制之间联系的多电平VSI降低和消除共模电压的PWM策略

提出一种多电平逆变器降低和消除共模电压的调制方法。选择适当的开关状态,部分共模电压消除调制方法(PCMVPWM)能将共模电压降低到直流侧母线单电源电压的三分之一,完全共模电压消除调制方法(FCMVPWM)能完全消除共模电压。分析了这两种调制方法与基于载波的脉宽调制方法的关系。在NPC三电平逆变器的原型机上对算法进行了实验验证,仿真和实验结果表明该调制方法能够有效地降低共模电压。最后将算法拓展到任意电平逆变器的调制中。     

三电平并网逆变器共模电压抑制方法研究

针对高压大功率三电平并网逆变器应用中产生的共模电压,对其产生机理进行分析,比较常规正弦脉宽调制(SPWM)策略对逆变器共模电压的抑制效果,通过优化开关序列的组合,提出一种新型SPWM策略。该策略有效地将三电平并网逆变器共模电压抑制在一定范围内,明显优于常规SPWM策略,同时兼顾了输出波形的质量。仿真和实验结果证明了新型调制策略的可行性和对共模电压抑制的有效性。     

简化矢量的多电平逆变器共模电压抑制方法

在高压变频传动领域,共模电压问题尤为突出.首先以有源中点箝位型五电平(ANPC-5L)逆变器为例进行分析,提出了一种基于简化空间矢量的多电平逆变器共模电压的抑制方法.通过建立变换器输出共模电压的数学模型,分析多电平变换器各开关状态与共模电压之间的关系,以最小共模电压为控制目标剔除不满足要求的开关状态,从而减少多电平电压空间矢量对应冗余开关状态的数量.得益于冗余开关状态数量的降低,不仅共模电压得到了很好地抑制,同时还极大地降低了多电平电压空间矢量脉宽调制策略的实现难度.最后通过实验结果验证了所提共模电压抑制方法的正确性和有效性.     

基于改进非零矢量脉宽调制的三相逆变器共模电压抑制方法

三相逆变器的电机驱动系统会产生较大的共模电压,其对电机的危害巨大,传统脉宽调制(PWM)共模电压抑制方法忽略了死区的影响。为使得永磁同步电机三相PWM逆变器输出的共模电压得到有效抑制,在分析传统共模电压抑制方法的基础上,提出了一种基于改进非零矢量调制方法。该方法能较好地消除加入死区时间后逆变器输出的共模电压尖峰。利用仿真软件验证了所提方法的有效性。     

改进的变延时随机PWM共模电压抑制策略

为减小逆变器负载端共模电压幅值,保证电机负载和敏感设备的安全运行,提出一种改进的变延时随机脉宽调制(VD-RPWM)策略。该方法通过加入随机延时时间调整开关周期实现了开关频率的随机变化,基于对采样周期选择所存在问题的分析,通过引入随机系数解除采样周期对逆变器输出性能和谐波频谱分散能力的同时约束,达到了合理选择开关周期变化范围的目的。仿真和实验验证了开关频率变化范围约束后的改进VD-RPWM策略在实现有效调制的同时,能抑制共模电压,分散共模电压频谱。     

减小共模电压的通用多电平SVPWM算法及FPGA实现

针对电平数增加造成开关矢量数目增多,导致多电平空间矢量脉宽调制算法实现复杂的问题,提出一种通用的多电平空间矢量脉宽调制快速计算方法.该方法基于参考电压分解,利用相电压合成电压矢量,能快速确定合成电压矢量及计算各矢量的作用时间,具有清晰的物理概念.讨论了为减小输出共模电压的7段/5段式空间矢量脉宽调制开关序列的生成方法及FPGA实现的简化方法.所提出的调制算法具有通用性,适用于任意电平且复杂程度与电平数无关,输出共模电压小,始终限制在单位电平的2/3以下,相电压波形正弦对称,谐波含量少.算法计算量小,无需查找表,FPGA实现容易,占用资源少.     

单相MPUC多电平逆变器载波层叠随机PWM方法

MPUC (Modified Packed U-Cells, MPUC) 多电平逆变器具有结构简单和成本低廉等优点。提出一种单相五电平MPUC逆变器载波层叠随机PWM方法。该方法首先利用遗传算法实现三角载波频率随机化,并通过载波层叠方式产生逆变器的随机化驱动信号,从而实现单相MPUC逆变器的随机PWM控制,降低功率谱密度图中的尖峰值。该方法同样适用于其它电平数的MPUC多电平逆变器,仿真结果证明了该方法的有效性。     

逆变器驱动电机系统中不同接地情况下的共模耦合电流路径

分析了逆变器驱动电机系统中的共模电压、高频情况下电机内部的共模耦合通道以及共模电压在这些通道中产生的共模电流。详细分析了系统在不同接地情况下的共模电流的流向及其防护。电机双端轴承绝缘并且电机轴碳刷接地，可构成对轴承电流的最佳防护。     

一种新型的H桥级联型逆变器空间矢量控制方法

将三电平空间矢量调制方法与传统的移相式SPWM方法相结合并应用于级联型结构,提出了一种新型的多电平移相型空间矢量控制方法.提出的空间矢量控制方法在软件和硬件实现上大大简化,很容易扩展到任意电平数,可以与矢量控制、直接转矩控制等相结合应用于电机调速系统.并在3单元级联型逆变器实验装置上进行了验证.仿真和实验都证明了这种方法的正确性与可行性.     

基于三次谐波注入的级联多电平逆变器

详细分析了调制波变换技术和三次谐波注入多电平逆变器的原理。以及三次谐波注入后逆变器的调制信号与输入直流电压的关系。并且,分析了在级联多电平逆变器开环PWM控制下,一般SPWM与三次谐波注入的不同。提出三次谐波注入法能够在不影响负载电流电压的情况下实现载波调制的优化控制,提高电压利用率。在Matlab／Simulink环境下通过仿真,证实了理论的正确性。     

逆变器驱动电机系统中不同接地情况下的共模耦合电流路径

分析了逆变器驱动电机系统中的共模电压、高频情况下电机内部的共模耦合通道以及共模电压在这些通道中产生的共模电流。详细分析了系统在不同接地情况下的共模电流的流向及其防护。电机双端轴承绝缘并且电机轴碳刷接地,可构成对轴承电流的最佳防护。     

状态组合法在电压型PWM逆变器中的应用

文中根据电压型PWM逆变器的特点提出了状态组合法,并运用状态组合法得到电压型PWM逆变器输出电压波形的控制策略。对涉及到的死区问题进行了分析,提出了无死区控制方案,为电压型PWM逆变器实际输出电压波形的研究奠定了基础。     

级联型多电平高压变频器研究

介绍了级联型多电平变频器的主电路拓扑及其工作原理,并阐述了载波相移脉宽调制技术的基本原理。设计了一台级联型多电平变频器样机,试验波形验证理论的可行性。该变频器采用模块化结构,发展前景好。     

基于三次谐波注入的级联多电平逆变器

详细分析了调制波变换技术和三次谐波注入多电平逆变器的原理,以及三次谐波注入后逆变器的调制信号与输入直流电压的关系。并且,分析了在级联多电平逆变器开环PWM控制下,一般SPWM与三次谐波注入的不同。提出三次谐波注入法能够在不影响负载电流电压的情况下实现载波调制的优化控制,提高电压利用率。在Matlab／SimulinK环境下通过仿真,证实了理论的正确性。     

多电平功率变换器的PWM控制策略综述

对多电平功率变换器的PWM控制策略进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行了展望。多电平变换器的拓扑结构的丰富性和多电平PWM控制自由度的增加,决定了多电平逆变器PWM控制方法的灵活性和多样性,所以可能存在全新的、更加有效的PWM控制方法,控制方案的增加使得控制方案的优化问题显得非常重要,这将是多电平PWM的一个必然的发展方向;每一种主电路拓扑结构都有不同的中间变量控制任务,导致了多电平功率变换器的PWM控制目标多、任务大、难度大、综合性强,综合考虑中间变量控制、开关损耗最小化控制和具体拓扑结构与控制目标相结合的整体优化方法等,将是多电平逆变器PWM控制的主要发展方向。