能馈式级联型高压变频器运行特性研究

基于传统级联型变频器驱动的高压异步电动机只能电动运行,为克服这一不足,提出了一种能馈式级联型高压变频器。用PWM整流器替代传统级联单元的不控整流桥,并对输入电流进行直接控制,在异步电动机处于再生制动状态时,输入电流自动反相,将再生能量回馈到电网,进而实现异步电动机的再生运行。所提出的新型高压变频器具有输入电流波形近似正弦,谐波污染小,自动实现能量双向流动,节能效果明显等优点。仿真和实验研究结果证明了该新型变频器的正确性和可行性。     

一种高压变频器电网电压故障控制方法及其在天然气长输管线中的应用

针对单元串联型高压变频器,本文提出一种应对电网电压短时跌落甚至中断等故障的控制方法.该控制方法可以避免高压变频器在电网电压短时跌落甚至中断时报输出过电流和单元欠电压等故障,并且在电网电压恢复时可以自动恢复至电网故障前状态.最后介绍了该控制方法在天然气长输管线电驱压气站中的应用情况.     

H桥级联变频器在笼型异步电机上的应用

中高压变频器在工业变频领域应用广泛。H桥级联多电平变频器具有模块化特点,可利用低压器件实现电压和功率的扩展。为此,介绍了一种3级H桥级联变频器拖动笼型异步电机的主回路结构,载波移相正弦波脉宽调制,功率单元直流电压均衡控制,以及基于电压电流混合磁链观测器的无速度传感器矢量控制等核心控制技术。MATLAB仿真结果验证了该变频器采用所提出的控制技术控制笼型异步电机,具有良好的起动和运行性能,为中高压大功率传动应用领域提供了技术保障。     

有源前端级联型多电平高压变频器的矢量控制技术

开发适用于有源前端级联型多电平高压变频器的矢量控制技术,对提高国产化高压变频器产品性能意义重大.针对有源前端级联型多电平高压变频器的前级整流器和后级逆变器进行研究,分别设计一套基于电网输入电压矢量定向和基于电机转子磁链定向的矢量控制技术.同时,开发了一套基于DSP+FPGA的高性能分布式数字控制系统作为该变频器的核心控制单元.在小功率样机中开展算法验证性试验,结果呈现良好的静、动态特性,表明设计是有效的.     

级联型多电平高压变频器的建模与仿真

阐述了级联型多电平高压变频器的工作原理,介绍了其仿真建模过程,仿真结果表明该级联型多电平高压变频器谐波污染小,输入功率因数高,输出波形好,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置.对高压变频器的开发和研究有一定的参考价值.     

载波水平移相高压变频器实验研究

介绍了功率单元级联型高压变频器的拓扑结构和载波水平移相控制的工作原理,提出了利用现场可编程门阵列(FPGA)与DSP相结合实现多路SPWM脉冲的方法。该方法利用FPGA实时产生的多路脉冲对功率单元级联型高压变频器进行控制,并用示波器和互感器等对输出电压和电流波形进行了测试。实验验证了FPGA与主控制器相结合实时产生多路脉冲的可行性,以及基于载波水平移相功率单元级联型高压变频器具有优良的电压、电流等输出特性。     

级联型多电平高压变频器的建模与仿真

阐述了级联型多电平高压变频器的工作原理,介绍了其仿真建模过程,仿真结果表明该级联型多电平高压变频器谐波污染小,输入功率因数高,输出波形好,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置。对高压变频器的开发和研究有一定的参考价值。     

H桥级联多电平高压变频器的实验研究

级联型多电平逆变器因具有IGBT开关次数少、输出电压谐波含量小以及输入功率因数高等优点,在高压变频调速领域得到了广泛应用.比较了该逆变器的两种极性调制方法,设计了一种变频器驱动保护电路,并搭建了基于TMS320C2808型DSP和FPGA的实验平台,通过电机加载的启动运行,证明了该变频器的可靠性和稳定性.     

基于PCI-9846的变频器输出性能测试系统

利用变频技术驱动电动机可以实现节能,符合我国有关节能减排的要求和社会需求。为了使变频装置应用在高电压等级、大容量的场合,通常会采用高压大容量的开关器件和多电平的拓扑结构,级联型变流器是一种有很好应用前景的多电平变换器,级联型变频器的具体应用如级联型高压变频器拖动风机、水泵等负载,大多工作在比较重要的场合,在生产或生活中的作用和影响较大,对可靠性要求高,一般要求系统能够连续运转,即使在故障后适当降低容量运行,也不     

一种新型SVPWM调制方法的研究与实现

为了得到适用于级联型多电平逆变器的易于DSP数字实现的空间矢量法,本文结合载波移相技术和电压空间矢量调制法的优点,提出了一种新型的空间矢量移相控制法。首先推导出级联型逆变器一级模型在60°坐标系的空间状态方程,得出相应的SVPWM控制方法,再根据载波移相思想推导出N串级联型变频器的空间矢量移相法。通过MATLAB/simulink仿真与实验结论验证此方法的可行性,具有输出电压谐波含量低、直流侧电压利用率高等优点,适用于级联型中高压变频器和级联型电网功率补偿装置。     

基于九开关级联的多端口能馈型高压变换器

为解决工业现场中高压大容量电机群负荷的驱动及再生能量利用问题,提出一种基于九开关逆变器单元级联的多端口能量回馈型高压变换器。通过与现有三相桥式逆变器级联技术对比,分析适用于九开关逆变器的级联方法。详细分析了新变换器拓扑结构、功率分配模式、控制策略及优缺点,并以6单元级联双负载端口的6 kV高压变换器为例,通过Matlab仿真验证了该拓扑及控制策略的可行性和有效性。该变换器为负载端口间的再生能量提供了直接传递通道,降低了能量回馈压力;且大幅减少了开关、电容以及变压器绕组数量,提高了可靠性;其端口扩展灵活,对于多负荷工况具有较强的适应性。     

Overdistention operation of cascaded multilevel inverters

In the past decade, the multilevel power converter has transitioned from an experimental concept to a standard product of many medium-voltage drive manufacturers. By utilizing small voltage steps, the multilevel topology offers higher power quality, higher voltage capability, lower switching losses, and improved electromagnetic compatibility over standard topologies. Recently, several researchers have focused on the cascaded multilevel inverter whereby two multilevel inverters are series connected to a motor load by splitting the neutral connection. The resulting performance is exceptional in terms of power quality since the overall number of voltage levels is effectively the product of the two cascaded inverters. This paper demonstrates that it is possible to extend this performance to an even higher number of voltage levels referred to as overdistended operation. This further improves the power quality that is significant in applications that have stringent total harmonic distorsion requirements, such as naval ship propulsion. A new control is introduced for overdistention operation and is validated with computer simulation and laboratory measurements.     

4象限级联型多电平变换器及其整流器控制

在级联型多电平变换器的功率单元中,用PWM整流器替代二极管整流器,可以实现能量的双向流动;利用隔离变压器的副边漏抗代替整流器的输入电抗器,可以减少变换器的体积和成本;隔离变压器的副边绕组移相消除了由单个功率单元所引起的谐波电流,抑制了网侧谐波尤其是低次谐波的产生.在整流器控制中使用锁相环对电网的相位和频率跟踪,采用PW...     

三相线电压级联多电平变换器原理及仿真研究

级联多电平变换器以其良好的性能在电力电子变换领域有着广泛的应用,但目前仅有单相串联结构,不易直接应用与三相系统。为研究三相线电压级联多电平变换器,结合单元串联多电平变换器原理,提出了一种三相线电压级联多电平变换器的拓扑结构及其相应的控制方法,并进行了仿真研究。结果表明,这种模块化的结构构具有提升电压等级、降低总谐波次数THD的功能,与单元串联多电平变换器相比,能够节省开关管个数及独立直流电源个数,适合在高压大功率场合使用。     

A New Switched DC-Link Capacitor-based Multi-level Converter (SDC2MLC)

At present, one of the most common techniques for high power conversion in medium-voltage applications is the use of cascaded multi-level converters. In this article, a new Switched DC-Link Capacitor Multi-level converter (SDC²MLC) with considerably few numbers of power electronics switches (IGBTs) is proposed, where keeping the total harmonic distortion of the output voltage waveforms as low as possible is desired. The proposed topology is configured using two separate basic units. Each unit consists of four switches with a series-parallel combination of isolated DC sources. The performance of the presented topology for both configurations is described. The required number of switches, power diodes, gate driver circuits, and voltage stresses across the switches are compared with those of other recently published techniques. Furthermore, the operation and performance of the proposed SDC²MLC are illustrated with the aid of experimental results of a single-phase 11-level converter to clarify the viability of the proposed topology.     

一种新型的混合级联多电平逆变器

在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电源的数目。但是,在一些应用场合,直流电源只能为一个。针对这个问题,在直流侧加入高频环节,得到了一种新型的混合级联多电平逆变器,实现了单直流电源供电,而且这种逆变器的输出电压THD较低,系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构,分析了该结构功率分布问题,针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题,改进了控制方法,最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。     

CPS-SPWM技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法

CPS-SPWM技术是多重化技术和SPWM技术的有机结合。该技术能够在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,通过低次谐波的相互抵消提高等效开关频率,而不是简单地将谐波向高次推移,因而具有良好的谐波特性。具有独立电源的级联H桥多电平变流器具有每个H桥单元结构相同、所用元器件数少、易于实现电路的模块化设计和封装等一系列优点,因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。重点提出了基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器,是CPS-SPWM技术与级联H型变流器拓扑结构的结合,同时具备二者的优点,在大功率变流器领域具有很好的应用前景。     

基于SPWM的多电平级联型变流器的应用综述

在现有的多电平交流器中,级联型变流器以其结构简单、控制方式简便的优点在高压、大容量的工业领域得到越来越广泛的应用。本文对其基本的拓扑结构、控制策略、以及研究现状进行了讨论。并提出一种在中、高电压电能质量综合治理领域运用级联型多电平变流器的构想。     

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略.从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础.同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证.基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步.实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景.     

Staircase Control of Hybrid Cascaded Multi-level Inverter

A cascaded multi-level inverter consists of H-bridge modules that can generally be divided into one with the same DC bus voltage and another with different DC bus voltages. By using the same power device as a standard 7-level 3H-bridge converter, the proposed converter operates with 15-level resolution with separate DC voltage sources of voltage ratio 4:2:1. The analysis of this hybrid cascaded converter with staircase control shows that this proposal can be applied in many power conversion applications, such as flexible alternative current transmission systems, uninterruptible power supply, and electric power conversion, transmission, and storage of renewable energy sources. Simulation results are presented with the proposed 15-level cascaded H-bridge inverter for a low distortion, near-sinusoidal stepped-voltage output, and a laboratory prototype of a 15-level insulated gate bipolar transistor-based cascaded H-bridge inverter is designed and implemented on a digital signal processor. The total harmonic distortion is proved less than 5%.