基于三次谐波注入的级联多电平逆变器

本文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。     

三相SPWM逆变器的谐波分析及其抑制策略

对三相电压型SPWM逆变器输出电压和电流谐波及其产生规律进行了讨论。并提出了一种新的易于工程实现的谐波抑制策略,该方法通过正确选择载波频率和在正弦调制波上叠加一个三次波使之成为鞍形波,产生相应的SPWM波形来控制逆变器开关器件的通断从而改善输出波形。数学分析表明有利于降低输出电压波形畸变系数（THD）、改善谐波电流损耗和转矩特性,仿真结果证明了这些措施的有效性和实用性。     

基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器研究

脉冲阶梯调制(PSM)是将脉宽调制(PWM)与阶梯调制(SM)相结合,起初应用在高压直流电源系统中。将脉冲阶梯调制技术应用到逆变器领域,提出了基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器。介绍了级联逆变器的基本拓扑,分析了PSM级联型逆变器的工作原理,研究了PSM的调制算法。该级联型逆变器具有电路结构简单、控制方法简便、开关损耗小、效率高等优点,适合高压大功率场合。建立了6模块的PSM级联型高压逆变器(可获得有效值为4 kV的输出电压)的Matlab仿真模型进行分析,给出仿真结果。仿真结果表明,PSM级联型高压逆变器的输出波形特性好,谐波含量和THD均很小。     

一种声频定向扬声器调制载波产生方法

针对声频定向系统中方波信号谐波过于靠近基波的缺点,以FPGA为控制核心,设计了灵活高速的SPWM(正弦脉宽调制)载波产生系统。根据自然采样法原理计算SPWM信号的脉宽数据,由脉宽控制模块完成SPWM信号输出。通过该方法获得的SPWM信号与早期的载波产生系统得到的方波信号相比谐波分量离基波更远,系统产生的SPWM信号脉宽精度高,工作稳定。     

功率单元级联型高压变频器的载波移相SPWM算法改进

简单介绍了级联型高压变频器的结构及载波移相SPWM控制的工作原理,仿真分析了不同幅值调制比、级联数和移相方式对输出的影响。载波移相SPWM是一种较成熟的高压变频器的控制方式,但是该方法在实现过程中对硬件电路的要求比较高,需占用较多的资源进行计算,本文提出了三角载波幅度调制与正弦调制波幅度调制等效原理,对传统的载波移相技术做了改进,改进后的调制方式在硬件电路中可以大大减小微处理器的计算负担。文章对该方式进行了仿真,验证了其稳定性与可行性。     

基于SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

文章在分析电压空间矢量调制原理的基础上,给出了一种基于TMS320F240的数字化实现算法,并设计了以TMS320F240为控制核心的变频调速系统的硬件和软件。试验结果表明本系统与SPWM三相逆变器相比具有更高的控制精度和更好的谐波抑制能力,能很好地降低逆变器的电流谐波成分和转矩脉动。     

基于TMS320F2812的三电平逆变器载波调制方法研究

主要对二极管箝位型三电平逆变器的拓扑与控制进行了研究,并以此作为进一步研究的基础,对三电平NPC逆变器的载波同相层叠和反相层叠PWM控制方法进行了分析,同时对两种载波层叠方式下输出电压的谐波特性进行了比较,分析了其工作机理和调制算法,在此基础上对基于三角载波层叠式调制算法的实现进行了改进,然后利用Matlab/Simulink仿真软件实现了调制算法的仿真验证,给出了基于先进TMS320F2812DSP设计改进的三角载波层叠式调制方法的控制程序。结果表明,该调制算法非常适用于新型DSP数字化控制软件的实现,控制性能稳定,能获得带死区功能的控制脉冲。     

级联型多电平逆变器中多载波PWM控制方法的改进

级联型多电平逆变器由于其模块化结构、便于生产高度、更换容易等特点，受到电力电子工程技术人员的广泛关注。本文通过对于级联型多电平逆变器几种典型的控制方法的分析比较，提出了一种改进多载波PWM控制方法。该方法通过改变载波的幅值，使级联逆变器的各个逆变单元开关规律相同，并使所有的开关器件的损耗一致，有利于逆变单元的统一设计和可靠运行。     

二极管箝位型多电平逆变器载波PWM控制方法的研究

在分析二极管箝位型多电平逆变器不同的载波PWM控制方法的基础,提出了一种新型的载波PWM方法。为了验证所提出的PWM方法，对二极管箝位型五电平逆变器进行了仿真研究。仿真结果表明，该方法在低调制度下具有良好的谐波特性，同时可以提高调制度，增加直流电压利用率。     

SVPWM电压源逆变器供电异步电动机的动态仿真

建立了三相异步电动机在d-q坐标系下的动态数学模型,并介绍了控制异步电动机运行的两种控制技术:正弦波脉宽调制(SPWM)技术和空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术。在Matlab/Simulink环境下,分别建立SPWM和SVPWM电压源型逆变器供电的三相异步电动机的动态仿真模型,比较分析了在这两种控制方式下的仿真结果。结果表明,较之SPWM控制方式,SVPWM的异步电动机变频调速系统启动快,转矩脉动小,定子电流谐波小,具有较好的动态性能和稳态性能。     

Multicarrier PWM strategies for multilevel inverters

Analytical solutions of pulsewidth-modulation (PWM) strategies for multilevel inverters are used to identify that alternative phase opposition disposition PWM for diode-clamped inverters produces the same harmonic performance as phase-shifted carrier PWM for cascaded inverters, and hybrid PWM for hybrid inverters, when the carrier frequencies are set to achieve the same number of inverter switch transitions over each fundamental cycle. Using this understanding, a PWM method is then developed for cascaded and hybrid inverters to achieve the same harmonic gains as phase disposition PWM achieves for diode-clamped inverters. Theoretical and experimental results are presented in the paper.     

基于神经网络的多电平逆变电路故障诊断

因含有大量的开关器件,多电平逆变器难以用基于模型的方法进行故障诊断。针对这一问题,提出了一种基于神经网络的故障识别和分类方法。采用载波相移脉冲宽度调制（PWM）策略搭建级联五电平逆变电路,对逆变器的输出电压信号进行快速傅里叶变换,获取其频谱并以此作为特征信息。利用反向传播算法（BP）神经网络对输出电压模式进行分类。Matlab仿真结果表明,本文设计的 BP神经网络有效地实现了对逆变器的故障诊断。     

多相移和级联光纤光栅透射光谱特性研究

基于耦合模理论,利用传输矩阵法,系统地分析了多相移和级联相移光纤光栅的透射谱特点.结果表明,相移光纤光栅可在透射谱阻带中打开一个或多个透射窗口,多个相移时,透射窗口数等于相移的个数.改变相移量的大小可以改变输出光波长,而且随着相移量的增加,多相移和级联情况下,透射窗口向长波方向移动.光栅的级联使得其在布喇格衍射波长处,打开一个极窄的透射窗口,透射率与级联个数有关,当级联数为4时,透射率最高.     

自举式三相半桥级联型多电平逆变器

本文提出了一种新型的三相四线制多电平逆变器,它在常规六开关三相全桥逆变输出上,再级联一级半桥,并加入自举电路,负载中线与输入电源正极相连.在纹波跟踪分段式SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)调制下,级联的半桥电能由自举电路工作时得到.该电路拓扑结构及其控制方法,减少了多电平逆变的独立直流电源数,提高了逆变输出电压.文章用逐段计算法分析了规则采样SPWM调制法的自举电容的纹波和电流,以及产生的谐波.通过分析和实验表明,自举电容的电容量、充电回路电阻、负载和调制度等,均对自举电容的纹波和电流有影响.     

交流电动机传动用电压源逆变器损耗的分析

整流器与逆变器是工业变频器中重要的两种变换器,其功率损耗的大小决定于变换器的调制算法、传动系统的负载特性与运行方式等因素,而变换器的功率器件功耗大小又决定了整个变频器的效率、散热处理、安全运行等方面。本文理论推导了普通SPWM、谐波注入PWM、损耗最小PWM、常规SVPWM、以及共模电压抑制时电压源逆变器中功率器件功耗的计算公式,所得结果均得到了仿真分析验证。以22kW工业变频器100A IGBT和SPWM算法为例,进行了初步模拟计算。所推导的功耗计算公式对实际逆变器散热设计具有一定的参考价值。     

Switching Characterization of Cascaded Multilevel-Inverter-Controlled Systems

In this paper, the method of triangular carrier switching control of two-level inverters is extended to cascaded multilevel inverters using phase-shifted multicarrier unipolar pulsewidth modulation (PWM). The condition for smooth modulation is obtained using the Bessel's function representation of the PWM output and the switching condition of the multilevel-inverter-controlled system. A method is proposed for the determination of the minimum amplitude of the triangular carrier for smooth modulation at fixed switching frequency. It is shown that the multilevel modulation based on the phase-shifted carriers significantly reduces the ripple magnitude in the switching function and allows the use of a smaller carrier amplitude under closed loop. This increases the forward gain and, hence, improves the tracking characteristics. The proposed cascaded multilevel inverter control is implemented for the operation of a distribution static compensator (DSTATCOM) in the voltage control mode. The experimental verification of the theoretical and simulation results is provided through a field-programmable gate array (FPGA) based control of a laboratory model of a single-phase DSTATCOM.     

SPWM单相逆变电路的谐波分析

在比较单相逆变电路几种PWM调制方法的基础上,对SPWM调制的谐波问题进行了分析,并在Matlab中进行了仿真,从仿真结果可以看出PWM逆变器的谐波特性与调制深度、载波频率有着密切关系,在实际中为得到较好的输出正弦波,既要考虑增加调制深度,又要增加载波频率。     

基于DSP的单相SVPWM技术与零序信号分析

针对单相全桥PWM逆变器,在研究单相逆变电源电压矢量的基础上,首次将空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术应用于单相PWM逆变电源,并给出了单相SVPWM算法的DSP实现方法.通过对单相逆变电压调制信号的频谱分析,给出了单相SVPWM算法的谐波倍频特性;通过对单相SVPWM零电压矢量的分析,提出了一种开关模式优化的单相SVPWM算法;通过对单相SVPWM零序信号的分析,论证了单相SVPWM与载波PWM的统一.实验结果验证了单相SVPWM算法的有效性.