一种PWM结合移相控制的低开关频率逆变器

阶梯波合成逆变器具有开关频率低和输出电压波形质量好等优点,但输出电压调节困难,限制了其应用场合,且由于其移相变压器设计和加工复杂性,通道数一般在4以下,这使得输出电压波形质量难以进一步提高。提出一种脉宽调制(pulse width modulation,PWM)和移相控制相结合的低开关频率逆变器,采用多组结构相同的阶梯波合成逆变器,错相叠加每组逆变器PWM波形,使输出电压谐波达到接近无谐波程度。实验表明,所提出的逆变器具有良好的输出特性和调节性能,在大功率变流场合具有很好的应用价值。     

多通道逆变器的空间矢量调制调压技术研究

多通道逆变器(阶梯波合成逆变器)是一种适合于大功率应用的逆变技术，但传统的多通道逆变器不能调节输出电压。将SVPWM(空间矢量脉宽调制)调制技术应用于多通道逆变器，可以实现输出电压的调节。以4通道逆变器为例，分析了不对称SVPWM方案的基本原理和性能，给出了最优的开关频率和采样偏移角。采用不对称SVPWM方案，给出了2通道、4通道和6通道逆变器的仿真结果，以4通道逆变器样机进行实验，给出实验波形，验证了该方案的可行性，可以实现在低开关频率下得到良好的输出电压波形。     

基于阶梯波与瞬时值反馈混合控制的光伏并网级联逆变器

针对传统光伏并网系统结构存在的问题,提出了一种新的阶梯波与电流瞬时值反馈混合控制的光伏并网级联逆变器方案。该方案一部分级联单元采取梯形波控制,一部分级联单元采取带电流瞬时值反馈的倍频正弦脉冲宽度调制,2个部分串联叠加形成输出电压。逆变器输出电压的谐波分析表明:调节正弦脉冲宽度调制波的移相角可以调节输出电压幅值和功率因数;逆变器输出电压低频谐波主要由阶梯波引起,为输出滤波器的设计提供了理论依据。对阶梯波调制逆变器的触发角提出了一种简易算法,该算法适用于电压级差不等模式且可实现触发角在线计算。实验结果表明,该方案结构简单,可靠性高,能有效降低开关损耗。     

多通道逆变器空间矢量调制调压技术研究

多通道逆变器(阶梯波合成逆变器)是一种适合于大功率应用的逆变技术,但传统的多通道逆变器不能调节输出电压.将SVPWM调制技术应用于多通道逆变器,不仅可以调节输出电压,而且实现了SVPWM在大功率场合的运用.以4通道逆变器为例,分析了不对称SVPWM方案的基本原理和性能,给出了最优的开关频率和采样偏移角.采用不对称SVPWM方案,在4通道逆变器样机上进行了实验.实验结果证明,采用该方案可以在低开关频率下得到良好的输出电压波形.     

阶梯波合成逆变器的波形调制技术研究

阶梯波合成逆变器开关频率低,谐波含量小,滤波容易,特别适合大功率应用场合,但由于传统阶梯波合成逆变器功率管驱动信号采用延时的方法产生,动态性能差。研究了一种新的阶梯波合成逆变器波形调制技术,采用空间矢量调制方法得到各桥功率管驱动信号,提高逆变器的带宽。在分析移相变压器对空间矢量的影响的基础上,结合阶梯波合成逆变器对驱动信号的逻辑要求,提出从相位滞后通道至相位超前通道顺序采样的错时采样空间矢量调制(space vector modulation,SVM)策略,并分析该调制技术的谐波消除机制和特性。仿真和实验验证了该技术可以用于阶梯波合成逆变器的输出电压的调节,具有优良的输出频谱特性,且增大了逆变器的带宽,有利于提高逆变器的动态性能。     

用相位调制技术抑制逆变器总谐波失真

通过调节各了阶梯电平的幅度或相角都可改善逆变电源输出电压质量。在给出了这种逆变器的数学模型后，详细分析了相位调制的三级阶梯波逆变器的各主要参数如导通角、失真指数和总谐波失真度间的关系。     

基于多电平逆变器的感应加热双频率输出设计

为了提高双频率感应加热设备的电源利用率,对基于多电平技术的双频感应加热的电压输出问题进行了研究。采用阶梯波近似模拟所需双频信号的合成波形,依据近似波形构造逆变器的输出电压波形。利用输出波形的傅里叶展开式,建立以逆变器触发延迟角为自变量的频率信号幅值方程。基于方程的求解结果,对所构造的输出电压信号和相同电平数的常规多电平信号进行基波调制系数及3次谐波调节范围的对比分析、所构造的输出电压信号具有更大的谐波调节范围。采用二极管钳位H桥逆变器拓扑,设计了实现所构造电压信号的逆变器触发方式,并兼顾考虑了逆变器分压电容的电压均衡问题。逆变器的仿真与实验结果验证了所提逆变器触发方式的有效性及对所构造信号计算分析的正确性。     

一种二极管箝位型多电平逆变器控制方法研究及DSP实现

为改善高频应用中二极管箝位型多电平逆变器的输出电压波形质量,基于阶梯波PWM法原理,利用波形合成理论,分析了逆变器实现谐波控制的工作方法。通过控制开关器件的导通时间,实现了逆变器输出电压低次谐波的消除及输出电压基波幅值的调节。设计了基于数字信号处理器DSP的逆变器数字化控制方案,并给出了实验结果。     

逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法

对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。该文分析了逆变器输出电压产生直流分量的原因，介绍了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法。通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。在由两台3kVA逆变器组成的并联系统上进行的试验结果证明，该文介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

电压电流双闭环控制PSM级联逆变器研究

本文研究了基于脉冲阶梯调制（PSM）技术和电压电流双闭环反馈技术的级联逆变器。脉冲阶梯调制（PSM）技术是将脉宽调制（PWM）技术与阶梯调制（SM）技术相结合,是高电压、大功率电源系统中的一种最要的调制技术。采用电流反馈可以有效地抑制负载电流的扰动,电压反馈能及时、快速地校正输出电压波形。仿真结果表明,采用电压电流双闭环反馈技术的PSM级联型逆变器的输出波形特性好,具有优良的稳态和动态性能。     

中点箝位型三电平逆变器空间矢量与虚拟空间矢量的混合调制方法

中点电压偏移是中点箝位型(neutral point clamped,NPC)多电平逆变器的主要缺点。空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)由于算法本身的缺陷,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。虚拟空间矢量调制(virtual SVPWM, VSVPWM)方法能够在全范围内处理中点电压偏移问题,但存在开关次数较多,谐波特性较差的缺点。该文建立含电容电压的NPC三电平逆变器的PWM模型,讨论SVPWM和VSVPWM的约束条件。在特定的区域采用SVPWM,其他区域采用VSVPWM,给出了这2种调制策略的切换条件。实验结果表明,混合调制方法(hybrid PWM,HPWM)较之以前的解决方案能够更好的平衡电容电压,并且也能够有效的降低开关次数和提高逆变器输出的谐波特性。     

混合级联多电平逆变器研究

在传统的级联多电平逆变器的基础上，提出了混合级联多电平逆变器拓扑结构及其相应的混合调制控制策略，针对传统的多电平逆变器存在开关器件电压应力过大的问题，提出了高电压低频阶梯波和低电压高频PWM相结合的混合调制控制策略，并对其逆变系统进行DQ变换建模及仿真研究。     

F28335DSP控制双向Buck型高频环节逆变器

本文主要研究了以桥式-周波变换器为主电路拓扑、DSP为主控制芯片的高频环节逆变器。阐述了移相SPWM调制原理和控制方法,并介绍了基于DSP该控制策略的实现方案,应用PSIM软件对系统进行了数字仿真并搭建了原理试验装置,最后给出了仿真及原理实验波形。研究结果表明,数字控制下该变换器具有良好的静、动态性能,波形质量好,总谐波畸变率THD小,电压环跟随特性好。     

一种模块化48脉冲大功率PWM逆变器

多脉冲逆变器通过移相变压器原副边移相角度的精确设计,可以在工频开关方式下,实现交流侧阶梯波输出,经过滤波得到高质量的正弦波形,但工频开关方式使其输出调压困难,而且随着脉冲数的提高,逆变器连接的变压器结构复杂,多个绕组之间的匝比难以兼顾,因此实际应用中多脉冲逆变器的通道数多在4以下。提出一种只有两个规格移相变压器结构的模块化48脉冲大功率PWM逆变器,该逆变器具有8个通道的三相逆变器和对应移相变压器组成,且每个三相逆变器采用低频PWM调制策略,实现输出电压调节。构建了一台8通道48脉冲的PWM逆变器样机,在各种运行状态下的输出波形以及相关测试数据验证了所提出的模块化多脉冲逆变器在输出波形、开关频率以及输出调节特性等方面的优势。     

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。     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。     

电能表检验台用标准电源新型逆变器

将新型逆变器应用于电能表检验台用标准电源设计以克服传统线性功放电路的缺点,提出一种由上、下两对称的Cuk变换器基本单元和双向开关组成的逆变器,并且在直流电源端并联大电容以提高逆变器感性驱动能力.逆变器采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术,调制率取以0.5为中心;使用锁相技术对调制信号频率进行精确锁相并应用输出滤波电容器电流反馈内环和输出电压反馈外环构成输出电压双重反馈.分析和测试表明,该逆变器输出波形实现了平滑过零,波形失真度得到有效控制,输出电压频率、幅值稳定度较为理想.可达到电能表检验台装置对电压源的相应要求.     

考虑中性点电位的三电平虚拟空间矢量窄脉冲抑制

三电平逆变器虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)应用广泛,但由于是三电平控制,在某些区域会产生窄脉冲,从而带来不必要的开关损耗和热量积累。分析了VSVPWM的窄脉冲分布,利用差模电压和共模电压对窄脉冲进行了抑制,同时将中性点电位控制在小范围内波动。仿真和试验证明了该方法能够抑制绝大部分窄脉冲,并且不会造成输出波形畸变和谐波增加。     

二极管箝位型多电平逆变器全范围电容电压平衡的PWM调制方法

电容电压偏移是二极管箝位型多电平逆变器的主要缺点。空间矢量调制和正弦载波调制方法,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。该文首先建立含电容电压的二极管箝位型三电平逆变器的脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型,提出一种新的调制方法,只需满足三相电流之和为零,该方法在任意调制度和功率因数下都能确保电容电位的平衡。并对算法累积误差进行修正。实验结果表明,这种方法较以前的解决方案能更好地平衡电容电压。最后将算法拓展到二极管箝位型任意电平数逆变器的调制中。