共直流母线并网逆变器并联系统运行方式

为使共直流母线并网逆变器并联系统(GIPS)实现理想无环流运行状态,各并联单元输出的脉宽调制电压波形需要保持一致,也就是各并联单元驱动信号需保持同步。借助并联系统各单元驱动信号的同步约束规律,可容易将被提出的H桥死区消除正弦脉宽调制应用于共直流母线GIPS,从而避免死区效应对并网电流的影响。由数字信号处理器与现场可编程门阵列结合的数字控制系统易于实现所提出的并联运行方式。实验结果验证了所提控制方法的运行特点与有效性,GIPS基本能够实现无环流运行状态并且在整个运行阶段无需设置死区时间。     

三相三电平并网逆变器无死区SPWM控制研究

深入研究当前电压型逆变器的死区补偿或无死区正弦脉宽调制（sinepulsewidthmodulation,SPWM）策略,并分析它们存在的问题。在此基础上,提出基于调制函数的并网逆变器无死区SPWM控制策略。为在三相三电平逆变器中应用这种策略,首先采用分相控制达到三相并网电流、调制函数的解耦,然后利用解耦的并网电流调制函数进行无死区SPWM控制。实验证明,这种控制策略简单有效,保证了无死区调制策略的可靠性,并摆脱了传统方法对于硬件检测电路的依赖。     

基于混合脉宽调制的并联并网变换器控制方法

共享直流母线和交流母线的三相并网变流器并联系统可以提高系统容量,但不可避免地带来环流问题。在分析环流产生原因的基础上,研究了由于注入不同零序电压引起的环流问题,建立了环流的数学模型,提出了一种正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)结合的调制方式,既能提高电压利用率,又能避免由于零序电压注入不一致引起的低频环流问题。最后,在实验室搭建了变流器并联运行的实验平台,通过相关实验验证了所提出的调制方法的可行性和有效性。     

SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号us(t)的数字化处理，会引起SPWM输出脉冲宽度的误差。当us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽；us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽：这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比，与载波比成反比；竞争脉冲的个数由us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台4kVA单相SPWM电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。     

级联型多电平变流器新型载波相移SPWM研究

将单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)引入到级联型多电平变流器中,提出一种新型载波相移SPWM策略。该策略较传统的载波相移SPWM可以节省一半的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲发生器,对级联型多电平逆变器的数字化实现有重要的理论和实用价值。给出新型载波相移SPWM的2种调制方式,分别推导频域调制模型,并对其谐波特性进行分析、比较和仿真验证。仿真结果表明,对于单相系统,2种方式基本相当;对于三相系统,方式二的谐波特性更好。分析新型载波相移SPWM技术的热稳定性问题,并给出其解决办法。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。     

舰船交流电力推进系统PWM方式的比较

交流电力推进系统的设计需满足高效率、低谐波和低噪声的要求.本文介绍了推进电机变频调速技术中正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的生成原理,讨论了实际舰船推进应用中死区时间的插入以及过窄脉冲的处理方法,在此基础上利用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A进行了实现,并对实验所得波形的谐波含量进行了计算与比较分析.实验结果表明,与SPWM相比,SVPWM具有谐波畸变率低、开关损耗小以及电压利用率高等优点,为舰船交流变频推进系统的PWM方式提供了一种解决方案.     

单相三电平并网逆变器的改进无差拍电流控制

传统无差拍电流控制策略的控制性能受滤波电感值变化的影响较大。在单相三电平并网逆变器中,首先引入易于DSP实现的双调制波三电平正弦脉宽调制(sine pulse widthmodulation,SPWM)方法,进而推导基于该方法的并网逆变器暂态数学模型。以此为基础,提出采用两次电流采样的在线电感辨识方法,结合数字低通滤波技术获得了实时电感辨识结果,并用于无差拍电流控制算法中,从而有效提高了并网电流控制性能。相应的实验结果证明了所提出方法的正确性和可行性。     

三相无变压器型H7光伏逆变器漏电流分析抑制

对于无变压器非隔离型光伏逆变器,其漏电流的大小与逆变器的调制策略有关。以三相无变压器非隔离型H7光伏逆变器为研究对象,针对传统正弦脉宽调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)直流电压利用率低的问题,采用线电压PWM控制的方法。通过开关之间的逻辑关系,提出一种改进型的线电压PWM控制方法,研究了H7光伏逆变器在SPWM、线电压PWM和改进型线电压PWM 3种控制方式下的漏电流及输出电压波形。最后,通过MATLAB仿真研究,验证了所提控制方法的正确性和可行性。     

四桥臂逆变器SPWM和SVPWM的归一化研究

针对四桥臂逆变器常规空间矢量脉宽调制(SVPWM)需进行坐标变换的问题,对四桥臂逆变器的SVPWM和正弦脉宽调制(SPWM)两种调制技术进行了分析,给出了一种快速数字化三维(3D)SVPWM算法,无需坐标变换,节约了计算时间;证明了常规3D-SPWM改进后,与3D-SVP-WM完全等效,两者是归一化的,而且本质上均为逆变器最优跟踪控制方程的解,可获得最大直流电压利用率。SVPWM比SPWM算法更简单,是工程应用的首选。给出了详细的仿真结果,在一台四桥臂样机上验证了结论的正确性。     

采用垂直多载波调制技术的并网逆变器

在电压源型PWM并网逆变器的设计时,通常用设置开关延时(死区)的方法来避免直流链的短路现象.这种方法将会降低并网逆变器的输出性能,即产生“死区效应”.为解决上述问题,提出一种基于垂直分层多载波的新型复合功能PWM调制策略.与传统的分别进行死区时间设置和基于电压伏秒平衡的死区补偿方法相比,垂直分层多载波PWM调制策略具有...     

多单元串联多电平逆变电源的控制方法研究

分析了多单元串联大功率逆变电源的控制原理；提出了单个功率单元的二重化控制技术与水平移相式PWM技术相结合的控制方法，从而大大降低了开关损耗，改善了输出波形，减小了输出电压的谐波畸变率；同时，对所研究的控制方法进行了仿真，并通过硬件实验进一步验证了控制原理及仿真结果的正确性。     

Fully digital, vector-controlled PWM VSI-fed AC drives with aninverter dead-time compensation strategy

A dead-time compensation method in vector-controlled pulse width modulator (PWM) voltage source inverters (VSIs) is proposed. The method is based on a feedforward approach that produces compensating signals obtained from the I_d-I_q current and inverter output angular frequency references in the rotating reference (d-q) frame. It provides excellent inverter output voltage distortion correction for both fundamental and harmonic components. The correction is not affected by the magnitude of the inverter output voltage or current distortions. Since this dead-time compensation method allows current loop calculations in the d- q frame at a slower sampling rate, with a conventional microprocessor than calculations in the stationary reference frame, a fully digital. vector-controlled speed regulator with just a component current control loop is realized for PWM VSIs. Simulations and test results obtained for the compensation method are also described     

DSP空间矢量控制三电平逆变器的研究

介绍了三电平PWM逆变器的研究前景和三电平空间矢量控制的原理，提出了一种基于检测直流侧电容电压和中点电流方向的新型平衡中点电位的空间矢量调制方法，讨论了这种方法的平衡中点电位的原理、脉冲序列的安排和该方法中小脉冲的处理和死区处理等。给出了用DSPLF2407A实现这种矢量控制方法的流程图，讨论了DSP实现中的一些问题。最后建立了三电平逆变器实验模型，实验结果验证了中点电位平衡方法的有效性和用DSP实现SVPWM的方便性。     

一种间接三电平电流源PWM变换器策略的设计与研究

与基于载波的正弦脉宽调制(SPWM)相比,空间矢量脉宽调制(SVPWM)因其较高的电流(电压)利用率,在电压源变换器(VSC)中获得了广泛应用,而在电流源变换器(CSC)中,SVPWM技术较难实现。为了在CSC中使SVPWM技术的实现更加容易,提出了一种间接PWM调制方法,该方法通过将双逻辑信号转换为三逻辑电平信号,从三相VSC的调制策略中得到三相CSC的调制策略,提出了一种七段调制方法。通过仿真结果验证表明,间接PWM调制方法具有易于实现、交流侧电流谐波小、直流侧电流脉动小等优点。     

双闭环SVPWM控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

给出了三相电压型PWM逆变器的数学模型,通过解耦得出一种新型快速双闭环电流控制策略,并将其用于有源电力滤波器（APF）电流控制系统。分析了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,与正弦波脉宽调制（SPWM）相比,该方法提高了控制精度,减少了开关损耗,直流侧电压利用率高。仿真结果证明了该新型双闭环SVPWM控制方法可以使补偿电流较为准确地跟踪电流指令,抑制负载谐波电流,是一种较为有效的电流跟踪控制方案。     

自适应滤波在电流矢量死区补偿方法中的应用

电机PWM控制方式存在死区问题,严重影响了电机的运行性能。在电流矢量死区补偿方法基础上,分析了检测电流的噪声对补偿方法的影响,认为噪声极大干扰了电流矢量的计算,破坏了补偿的准确性。为消除噪声的影响,提出了自适应滤波方法,并通过动态收敛系数方法提高滤波器响应速度。实验结果表明,这种滤波方法能有效提取信号中的直流成分,获得准确的分解电流,非常适用于基于电流矢量的死区补偿方法。相对其他噪声去除方法,该算法非常简洁,易于编程实现,占用资源少,实用有效。     

基于DSP生成正弦脉冲宽度调制在逆变电源中的研究

提出了一种在数字信号处理器TMS320F2812上生成正弦脉冲宽度调制（SPWM）波的方法,为实现逆变电源的全数字控制提供了有效途径。对SPWM波形生成原理和软件设计方法进行了分析,提出了相应的方案,并且对其进行了实验验证。实验结果可以满足实际需要,在逆变电源中得到广泛的应用。     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

应用于VSC-HVDC输电系统中的新型混合脉宽调制技术

针对基于两电平电压源换流器(voltage source converter,VSC)的HVDC系统,为实现两电平VSC在获得较优谐波特性的同时,尽可能降低开关频率、提高暂态控制能力,文中提出一种将特定次谐波消除脉宽调制(selective harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM)与3次谐波注入SPWM相结合的混合脉宽调制技术。运用“幂和理论”,提出一种两电平SHEPWM非线性超越方程组求解算法,可显著降低运算量。通过构建稳态控制单元、状态监测器、暂态控制单元与选择器,较好地实现了混合调制的目标。并通过仿真加以验证,结果表明,此混合脉宽调制技术可提高VSC-HVDC工程的效率、可靠性及经济性。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统混合调制方式

提出了一种适用于基于电压源换流器的直流输电系统的混合调制方式,可满足输电系统的暂态响应和稳态特性的需求。控制系统配置正弦脉宽调制(SPWM)和最小开关损耗2种调制方式:系统受到扰动或处于暂态时,采用响应速度快的SPWM,提高系统的暂态控制能力,改善暂态响应特性;系统处于稳态运行时,则采用最小开关损耗控制,提高系统运行的稳态特性和经济性。使用状态监测器监视系统状态,据此动态地选择合适的调制方式。描述了混合调制方式的基本原理,并基于PSCAD/EMTDC数字仿真软件,对该调制方式的控制效果进行了仿真验证。结果表明,所提出的混合调制方式具有良好的控制性能和稳态损耗特性,适于工程应用。