基于占空比补偿的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变控制策略

与传统三相桥式逆变器相比,三相双Buck并网逆变器无需加入死区,可避免引入额外的电流低频谐波。通常采用半周期控制,但半周期控制会造成电感电流在过零附近出现断续,使并网电流发生过零畸变。在电流过零附近采用全周期控制可以抑制过零畸变,但会使过零处电感电流纹波增大,不利于电感的设计,而且会带来额外的损耗。分析半周期正弦脉宽调制(SPWM)控制的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变的原因,改变半周期控制的切换条件,并提出采用占空比补偿的控制方法。详细推导出电感电流断续阶段的理想调制波函数,改变过零附近的占空比,使得电感电流平均值在断续阶段呈正弦变化,从而抑制并网电流的畸变,同时使整个系统的效率得到保障。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

三相双Buck并网逆变器的优化控制方法

双Buck逆变器分为全周期和半周期控制,相较全周期控制,半周期控制避免了额外的开关和通态损耗,但由此带来电流过零畸变问题。定量分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式下电感电流过零时刻纹波大小,确定为抑制过零畸变而在电流过零附近将半周期控制转换为全周期控制的转换条件,在电感电流断续区采用全周期控制,通过理论计算给出全周期控制最小区间,在有效消除过零畸变的前提下降低全周期控制增加的额外损耗,以保证整个系统的效率。通过实验验证了理论分析。     

双Buck拓扑在三相并网逆变器中的应用研究

相对于桥式拓扑,双Buck逆变拓扑能够从根本上避免桥臂的直通问题,并能够减小二极管的反向恢复损耗。对比研究了空间矢量脉宽调制控制策略下的三相双Buck逆变器和桥式逆变器,从交流侧谐波和电路损耗2个方面,对2种类型逆变器的性能进行定量分析。仿真和实验结果证明,相对于三相桥式逆变器,三相双Buck逆变器能够减小交流侧谐波,且具有较高的效率。     

双Buck电压源逆变器的半周期电流调制方法

双Buck逆变器由于消除了桥式逆变器的直通问题并优化设计了续流二极管,效率及可靠性都得到了很大的提高.传统的用于双Buck逆变电路的斜坡比较控制采用带偏置电流的控制方式,导致效率较低.采用滞环控制半周期电流调制方式消除了偏置电流,提高了效率,但是开关频率的变化不利于输出滤波器的设计.本文首先分析了电流半周期调制方式下双Buck逆变器的四象限运行方式及半周期调制原理,提出采用单电流互感器采样的恒频斜坡交截控制.对斜坡交截控制和滞环控制的稳态和动态性能进行了比较,并对有偏置电流和无偏置电流斜坡交截两种控制方式进行了频谱分析.仿真和实验结果表明了理论分析的正确性.     

三相双BUCK并网逆变器SVPWM调制研究

双Buck拓扑克服了传统桥式同一桥臂直通的问题,将其用于三相并网逆变器里,可以避免死区信号的加入,带来并网电流谐波含量的增加。针对该电路拓扑文中提出了空间矢量脉宽调制结合单周期控制的方式,即在一个周期里,将三相交流母线电压均分成6个60°区间,在每个子区间内使用单周期控制。双Buck并网逆变器使用这种控制方式,开关频率一定,开关损耗较小,可靠性较高。通过Saber仿真验证了矢量控制结合单周期控制策略的正确性。最后制作了一台10k W样机,结果表明该逆变器具有良好的稳态性能,能以高功率因数向电网供电。     

并网逆变器输出电压直流分量的研究

与独立工作的逆变器相比,并网逆变器不仅要保证低的输出电压谐波畸变率和高效率,而且要求输出电压与电网电压大小、相位一致,更重要的是必须保证有低的进网电流谐波畸变率,以免对电网造成污染.双Buck逆变器类似于半桥逆变器,输入侧分压电容的电压偏差受很多因素的影响.分析了输出电压中的直流分量与分压电容电压偏差的关系以及对进网电流谐波畸变率的影响,并进行了实验验证.     

一种低输入电流总谐波畸变率的三相Buck整流器不对称调制策略

传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）三相Buck整流器没有考虑直流链电流纹波对输入电流的影响,且在扇区切换点处输入电流存在严重畸变,导致输入电流总谐波畸变率（THD）升高。该文分析直流链电流纹波对三相Buck整流器输入电流的影响,分析输入电流扇区切换点畸变产生的原因,提出一种新型不对称SVPWM策略,显著降低了三相Buck整流器的输入电流THD。最后,通过仿真和1 kW的实验样机验证了理论分析的正确性以及所提调制策略的有效性。     

一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器研究

为了抑制非隔离型光伏并网逆变器(NPGCI)的共模漏电流,提出一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器(NDPGI)拓扑。首先,使逆变器处于能使共模电压保持恒定的半周期运行模式。接着,对半周期运行模式下NDPGI的运行模态和共模漏电流进行分析。之后,设计了采用滞环电流控制(HCC)的双Buck光伏并网逆变器系统,通过控制逻辑设计使NDPGI实现半周期运行模式。最后,通过实验验证了NDPGI拓扑结构的合理性及其共模漏电流分析的正确性。     

双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略

本文研究一种双Buck半桥逆变器的混合PWM控制策略。该PWM控制策略使逆变器工作在半周期调制,通过判断电感的工作状态来确定电路的控制模式。在电感电流连续模式(CCM)时逆变器采用电压电流双环控制。而在电感电流断续模式(DCM)时,通过分析出电感电流断续工作时的占空比和连续工作时占空比的映射关系,使得逆变器在线性连续工作区和强非线性的断续工作区均能良好地跟踪给定值,减小了双Buck半桥逆变器在半周期脉宽调制下的波形畸变问题。     

一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法

近年来,死区补偿、死区时间最小化、死区消除是三相逆变器克服死区影响的主要研究方向,针对常规三相逆变器死区消除控制策略存在一定局限性,提出一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,通过采用SVPWM划分扇区并对各扇区空间矢量控制达到死区消除效果,并且不需要精确的电流极性检测装置,使逆变器输出波形总畸变率最小并提高基波电压幅值的目的。本文对所提出的方法进行了仿真研究。仿真结果证明该方法所产生的死区消除SVPWM控制序列与常规控制策略相比不仅能有效地消除死区影响,还能明显减小逆变器输出波形的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)和基波电压幅值。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

预测电流控制双开关型双Buck并网逆变器

双Buck逆变器具有可靠性和效率高的优点,常被用作新能源发电和不间断电源的解决方案。双Buck逆变器存在输入电压高、双极性调制的缺点,采用双开关型双Buck逆变器消除这些不足,双开关型双Buck逆变器主要采用滞环电流变频控制,谐波频谱宽、滤波器设计困难,对功率器件的开关速度要求高;为此,采用SPWM控制方式实现逆变并网,使谐波频谱固定易滤除;同时通过预测电流控制策略消除电网电压扰动,提高逆变器的性能。最后通过PSIM仿真验证了理论分析与设计的可行性。     

共模滤波器对三相Buck整流器的影响

以三相Buck整流器为研究对象,研究了共模滤波器对三相Buck整流器的影响。基于电流型空间矢量脉宽调制,推导了三相Buck整流器开关管导通时间表达式。分析了传统三相Buck整流器的模态和缺点。通过研究带共模滤波器三相Buck整流器的模态,详细分析了加入共模滤波器对输入电流总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)的影响。最后,通过试验证明加入共模滤波器能明显减小三相Buck整流器的输入电流THD。     

多电平双移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于 DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。     

多电平双Y移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双Y移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双Y移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双Y移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。     

电网电压不平衡下燃料电池并网逆变器功率控制

基于参考指令变更的三相并网逆变器功率控制方法,通过调节影响功率波动的参考指令内的谐波分量可以实现逆变器电流质量和功率波动间协调控制,但不能实现三相电压不平衡下负序交流分量的无静差调整。针对此问题,提出了三相电压不平衡下燃料电池三相并网逆变器功率控制方法,构建了燃料电池三相并网逆变器电路拓扑结构。在此基础上采用无锁相环直接功率控制方法,采用全通滤波器对并网逆变器电路中的电压和电流基波分量进行90°相移,消除2倍频的负序交流分量,实现并网逆变器有功功率和无功功率的有效控制。仿真结果证明,所提方法控制的并网逆变器进网电流谐波含量为0.33%,输出电流正弦度较高,电网电压不平衡状态下仍能坚持对电流进行控制。该方法功率控制效果好,具有较强的安全性。     

TPFS逆变器驱动PMSM双矢量模型预测控制

当三相六开关逆变器出现单管开路故障时,可将其重构为三相四开关(TPFS)结构,从而实现容错运行。针对常规基于TPFS逆变器驱动的永磁同步电机(PMSM)模型预测控制,每个周期仅使用一个电压矢量,导致电流谐波较大的问题,提出了一种基于TPFS逆变器驱动的PMSM双矢量模型预测控制方法,以降低电流谐波。所提方法根据TPFS逆变器的4个基本电压矢量构造了4个虚拟双矢量,并假设每个基本电压矢量的作用时间与其价值函数成反比。由于所构造的虚拟双矢量的相位和幅值可调,当在每个控制周期内通过对比并选择1个最优虚拟双矢量用于控制TPFS逆变器时,PMSM的电流谐波得到显著降低。对比实验研究验证了所提方法的有效性。     

一种在线自调整死区补偿策略

根据逆变器死区产生机理分析电感电流过零区域和非过零区域对死区效应的影响。推导出空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相并网逆变器电感电流纹波实时计算公式,并使用坐标系变换法获取电感电流基波分量,从而在线确定电感电流过零区域和非过零区域,对这两个区域采用不同的死区补偿电压以达到最佳死区补偿效果。通过实验证明并网电流谐波含量得到了降低,电流波形得到了改善。     

三相逆变器的最小共模电压PWM控制

提出了一种新的三相逆变器抑制共模干扰最优PWM控制策略。该控制方法在常规空间矢量控制策略的基础上,采用构造零矢量的方法来减小逆变器输出的共模电压幅值,并通过免疫算法来计算最优的作用时间,使得三相逆变器输出波形THD最小。本文介绍了算法各个操作步骤和零矢量构造方法的具体实施过程,搭建了基于DSP控制器的动态实验平台进行小容量模拟实验,实验和仿真结果表明该算法所产生的最优PWM控制序列与常规空间矢量控制策略相比不仅能有效地抑制逆变器输出的共模电压幅值,还能明显减小逆变器输出波形的总谐波畸变率。     

无零矢量作用的逆变器结构仿真研究

文章在原有三相两电平的逆变器结构的直流母线上增加了两个开关管,使得共模电压在零矢量作用时得到了消减。同时在MATLAB/Simulink中搭建三相永磁同步电机（PMSM）矢量控制的仿真模型,基于此模型研究了无零序矢量脉宽控制（NZPWM）减少共模电压幅值的控制策略。通过不改变传统空间矢量脉宽调制（SVM）策略,构建了一种逆变器的拓扑结构使得零序矢量作用时无共模电压产生。结合理论与仿真分析,并与SVM比较,结果表明,NZPWM能够有效抑制共模电压幅值,但是线电压的谐波含量有所增加,定子电流、转矩、转速出现大的波动,改变逆变器拓扑的方式比NZPWM更好的抑制共模电压幅值,输出线电压的谐波含量也未增加且电机的电流、转矩、转速特性也未发生改变,研究表明这种结构能有效抑制共模电压且保持原有输出性能不变。