一种七电平逆变器的研究与实现

结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出了一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。对该逆变器的控制方法进行分析后,本文在MATLAB中建立了仿真电路并搭建了实验装置,证明其控制方法的可实现性。     

混合型多电平逆变器电路设计研究

本文根据混合型多电平逆变器电路结构实现方式的不同，将其分为混合电平式逆变器和混合单元式逆变器，并分析了这两类逆变器电路拓扑结构的特点。对其高压单元功率器件电压应力较高、低压单元存在电流倒灌现象等问题进行了深入研究，得出了消除上述问题的电路结构设计方法，仿真实验证明该方法的有效性。     

三电平逆变器死区补偿策略的研究与实现

文章详细介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,以1台22 kW/380 V异步电动机为例建立了三电平逆变器供电矢量控制仿真模型。仿真结果表明,有死区补偿时的逆变器转速达到稳态所需的时间短,电流的谐波畸变率较小,转矩脉动明显减小。     

三电平逆变器主电路及调制策略研究

三电平逆变器作为多电平逆变器的一种,在高压大功率场合获得了较为广泛的应用.研究和分析了三电平逆变器主电路的原理和调制策略,并在Matlab/Simulink下进行了仿真分析.     

三电平逆变器改进型SVPWM研究与实现

针对传统三电平逆变器SVPWM控制策略所存在计算量大,编程实现难度大等问题,本文提出一种改进型的SVPWM算法,该算法的主要思想是将n电平数的逆变器降阶成n-1电平数的逆变器控制方式,实现对其控制,大大简化了计算量。在MATLAB平台上搭建了三相二极管钳位型三电平逆变器改进型SVPWM仿真模型,进行相关仿真实验;采用TMS320F2812作控制器实现了降阶SVPWM调制,实物实验波形和仿真实验结果,都验证了控制策略的可行性和有效性。     

3H桥级联型多电平逆变器的改进SVPWM方法的研究

钳位型多电平逆变器和2H桥级联型多电平逆变器电路结构和控制复杂,3H桥级联型多电平逆变器可克服该缺点;五电平逆变器的SVPWM控制方法已经实现,若将其应用于输出更多电平数的逆变器,则计算量非常大,控制困难,而在该控制方法的基础上,通过在电压空间矢量之间采用合适的相移角度,则可方便地实现3H桥级联型多电平逆变器的SVPWM控制。文章以3H桥级联型九电平逆变器为例,采用Matlab仿真验证了该控制方法的可行性和正确性。     

级联式多电平逆变器三角载波移相控制的研究

级联式多电平逆变器因其具有众多的优点,在高压变频调速领域中得到广泛应用.三角载波移相控制是级联式多电平逆变器常用的控制算法,在介绍级联式多电平逆变器的基础上,详细分析了三角载波移相控制方法的原理,在Matlab/Simulink仿真环境下对级联式多电平逆变器进行了仿真,并给出了TMS320C2812 DSP实现逆变系统的数字化控制方案,利用FPGA与DSP结合的方式实现多路SPWM脉冲对功率单元级联式逆变器进行控制.仿真和实验结果论证了FPGA与主控制器结合实时产生多路脉冲的可行性,验证了基于_二角载波水平移相级联式多电平逆变器具有优良的输出特性.     

多电平逆变器拓扑结构的优化

该文在研究传统的级联型多电平逆变器的基础上提出了一种多电平逆变器基本构成单元的概念,并从这一概念出发,提出了基于基本构成单元串-并、并-串思想生成多电平逆变器拓扑的方法.以此方法得到的大量多电平逆变器拓扑,不仅涵盖了已有的基本多电平电路拓扑,而且得到一些新的拓扑结构,从而将多电平变换拓扑统一在基本构成单元的概念之内.为了验证所得到拓扑的正确性,以串-并拓扑为例,进行了仿真和实验验证.这一概念也为多电平逆变器新拓扑的生成提供了思路.     

基于对偶原理构造三相电流型多电平逆变器拓扑

受三相逆变器拓扑图非平面性的制约,很难直接运用对偶原理实现三相电压型逆变器拓扑与三相电流型逆变器拓扑之间的相互转换。为充分利用三相电压型多电平逆变器的研究成果以便构造三相电流型多电平逆变器拓扑,文章探讨了针对三相电压型二电平逆变器的两种拓扑图平面化处理方法,并分析了用于构造三相电流型多电平逆变器拓扑的可行性。在三相飞跨电容箝位电压型多电平逆变器拓扑基础上,通过增加一个独立电压源获得其平面化的等效电路,并以此作为原始拓扑利用对偶原理提出了一种新型的三相电流型多电平逆变器拓扑。采用多载波SPWM技术对该类逆变器的正确性与合理性进行了仿真验证。     

一种双电源四输入端三电平逆变器

提出了一种由双直流电源构成的四输入端三电平逆变器拓扑结构,并采用三次谐波注入PWM作为调制方法。该逆变器通过前级两个电源和两个Buck变换器为后级电路提供四路电平,不同状态下后级电路工作于不同的三个电平状态;前级Buck变换器可以实现对直流母线电压的调节,有较宽的工作电压范围;采用三次谐波注入PWM调制方法能实现较宽的调制范围、低开关损耗及输出电压电流较少的谐波含量。分析了不同状态下双电源四输入端三电平逆变器工作原理、控制方法,并通过Simulink仿真验证了该结构的正确性和可行性。     

基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断

针对现有二极管钳位式(NPC)三电平逆变器开路故障诊断方法存在计算量大、准确率受噪声和负载等影响的问题,提出了一种基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断方法。对三电平逆变器三相输出电流进行Park变换,计算平均电流Park矢量;利用滑动窗口取得单周期电流信号,根据逆变器电路结构分析IGBT故障时输出电流变化;采用迭代法确定平均电流Park矢量模值的阈值,结合相角和模值进行三电平逆变器功率管13种开路故障的识别和定位。仿真结果表明,该方法故障诊断准确率达到了98.31%。与传统的开路故障诊断方法相比,该方法不需要对13种开路故障数据进行学习和训练,大大减少了计算量,提高了故障诊断效率和准确率。     

三电平逆变器死区补偿策略研究

分析了二极管箝位型三电平逆变器死区效应及其电路工作原理,提出了一种适用于基于双层载波调制的二极管箝位型三电平逆变器的死区补偿方法。该方法通过在不同的电流流通路径合理调整触发脉冲的死区时间,实现了电平转换不受死区时间的影响,即避免或者减小了死区效应。仿真结果表明,与普通的死区补偿方法相比,该方法降低了5次、7次谐波含量和总谐波畸变率,提高了电流有效值,具有更好的补偿效果。     

虚拟同步机逆变器等效方式及滤波电路影响分析

基于逆变器的虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)特性不但取决于控制策略,而且其等效方式及滤波电路对VSG动稳态行为与模型准确性的影响也是不可忽略的.本文重点对LCL滤波电路下不同等效方式的VSG特性进行了分析对比,并发现将包含LCL滤波电路整体的VSG逆变器完全等效为同步发电机(synchronous generators,SG)建立的模型存在误差,进而提出一种VSG逆变器准确建模的等效方法,通过该方法建立的模型在瞬态和稳态响应均可以与实际系统一致.仿真结果及其对比分析验证了所提方法的正确性和有效性.     

牵引变流器优化控制仿真研究

在电力机车牵引变流器优化控制的研究中,动车组牵引变流器是动车组完成电能转换和传递的关键部件,性能好坏直接关系到动车组能否安全可靠运行。针对CRH2A型牵引变流器输出电压变化率大、谐波含量高等问题,对多电平技术在牵引变流器中的应用进行了研究。首先分析了二极管箝位型五电平变流器(DCMLC)和模块化五电平变流器(M2LC)的工作原理及控制策略,分别构建了牵引变流器的优化模型;并根据CRH2A型牵引变流器主电路实际设计参数应用Matlab仿真软件对五电平DCMLC和M2LC分别进行了建模和仿真,比较和分析了牵引变流器中不同逆变器电路拓扑结构及其对应的控制策略对系统输入输出性能的影响。仿真结果初步验证了两种优化模型对CRH2A型牵引变流器性能的改善效果。     

一种三电平NPC逆变器IGBT开路判别方法

针对现有三电平NPC逆变器IGBT开路判别方法计算量大的问题,对各种IGBT开路情形进行了仿真,并分析了母线中点电压偏移的原因,进而提出了一种简单的判别IGBT开路的方法。该方法通过检测母线中点电压与逆变器三相输出电流实现IGBT开路判断,无需附加硬件电路。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于NLM策略的模块化多电平换流器研究

介绍了模块化多电平换流器的拓扑结构和工作机制,建立MMC数学模型,将电容均压控制算法运用到不同调制策略中以实现电容电压的稳定.在Matlab-Simulink及RT-LAB半实物仿真平台下搭建7电平的逆变器仿真模型,验证最近电平逼近调制的优势.结果表明最近电平逼近调制策略下换流器运行正常,输出波形质量高、谐波含量少、子模块电容电压波动小,在电平数较高的应用场合中具有较大的优势;并证明了Matlab-Simulink和RT-LAB仿真结果的一致性以及RT-LAB仿真效率的高效性.     

三电平H桥逆变器差模干扰源研究

三电平变逆变器具有输出功率大、电压电流谐波含量小以及能够用于中高压大功率场合等优点,因而在中高压调速领域和电力系统无功补偿中得到了广泛的关注和大量应用。要研究三电平H桥逆变器传导干扰就需要从研究干扰源着手。不管是基于时域仿真方法还是频域解析方法进行干扰预测,必须首要解决干扰源模型的描述问题。本文在时域分析了三电平H桥逆变器差模干扰源,开展实验验证了分析的结论。然后采用双重傅里叶分析方法分析了三电平H桥逆变器差模干扰源的频谱~([1])。     

级联多电平逆变器有限控制集模型预测控制

针对传统级联多电平逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）计算量随电平数增加而指数增长的缺点,本文提出了改进的级联多电平逆变器FCS-MPC控制算法。首先,分析级联多电平逆变器的数学模型,探讨了FCS-MPC控制策略在级联多电平上的应用原理,在传统FCS-MPC控制的基础上,对电流进行延时补偿、反馈补偿及参考电流校正,提高了系统的跟踪特性和减少了电流谐波畸变率;其次,将复杂分区内电压矢量的追踪计算简化至在单一分区内进行,优化开关冗余状态,减少计算量。最后搭建了MATLAB仿真实验,与传统FCS-MPC算法对比分析,证明了此方法的正确性和优越性。     

多电平逆变器特定谐波消除控制技术研究

为了深入分析多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制技术的非线性求解法,建立了多种迭代算法求解模型,研究了模型求解特点,对传统数值算法在特定谐波消除求解时所体现的不足进行了分析和改进。以七电平逆变器为例,给出了各算法在不同调制波段下的求解情况,对各算法中一些参量的设置及消谐效果进行了比较。仿真结果证明了各算法求解结果的正确性。     

三电平逆变器中点电压平衡控制方法的分析

本文介绍了传统三电平逆变器中点电压平衡空间矢量控制方法的原理,在此基础上提出了一种新的方法,该方法只需要进行简单地计算就能很好解决中点电压平衡的问题,利用MATLAB搭建仿真电路,验证了该方法的可行性。