三电平逆变器调制技术研究

受电力电子器件的限制,传统二电平逆变器的容量已经很难达到大功率要求.全面介绍三电平中点钳位逆变器的拓扑结构、特点以及工作原理,并对电压移位调制PWM技术中的IPD、POD和APOD3种排列方式及原理进行详细说明;通过仿真和实验研究,给出IPD和APOD排列方式下电流、相电压和线电压的仿真波形和频谱图;还采用TI公司的DSP320LF2407控制器进行具体的实验研究,并给出实验波形.     

中点嵌位三电平逆变器调制技术的仿真研究

随着高压技术的发展,对逆变器容量的要求越来越高,由于电力电子器件的限制,传统两电平逆变器的容量已经很难达到大功率的要求.介绍了三电平中点箝位逆变器的拓扑结构、特点以及工作原理,并对电压移位调制PWM技术中的IPD、POD和APOD3种排列方式及原理进行了详细说明.通过仿真和实验研究,给出了APOD排列方式下电流、相电压和线电压的仿真波形和频谱图,结果证明了理论分析的正确性.     

二极管钳位三电平逆变器的仿真研究

叙述了三电平中点钳位逆变器的拓扑结构、特点以及工作原理,并对电压移位调制PWM技术中的IPD、POD和APOD3种排列方式及原理进行了详细说明.然后通过仿真和实验研究,给出了IPD排列方式下电流iA、相电压VAN和VAB线电压的仿真波形和频谱图,仿真结果证明了理论分析的正确性.     

二极管箝位式五电平变换器直流侧电容电压的控制

多电平变换器能产生多阶梯、低失真电压波形，特别适合于大功率高电压场合。在多电平变换器中，二极管箝位式由于具有不需要独立的直流电源、控制简单等优点倍受青睐。但由于它存在直流侧电容电压不平衡问题，因而还未能够在有功功率变换中得到广泛应用。在整流器侧采用电压电流双闭环控制方法，实现直接电流控制与空间矢量法的结合，经MATLAB仿真验证了该方法的有效性。     

4种模块化多电平逆变器调制策略对比分析

介绍了模块化多电平逆变器,分析了环流抑制方法以及子模块间电容电压平衡策略.在多电平结构的调制策略中,选取载波重叠调制方式、最佳电平逼近调制方式和载波移相调制方式以及一种PWM(pulse width modulation)和最佳电平逼近相结合的混合调制策略,在Matlab/Simulink中搭建三相带对称负载逆变系统仿真平台,改变调制策略得到相关结果和参数,得到了输出电压波形的波形图和FFT(fast Fourier transformation)分析结果,分析了其谐波成分的不同规律,相互比对后发现从不同的标准来衡量调制策略的优劣时,排序结果有差异,为根据实际情况适合采用哪种调制策略提供参考.     

多电平逆变器准最优脉宽调制方法

多电平变换器是高压大功率应用领域的研究热点,文中针对多电平载波PWM技术中电压调制深度低和基波幅值小的问题,提出了一种新颖的多电平准最优PWM法,分析了输出最大电压调制深度、基波幅值和谐波畸变率等,同时给出了输出电压开关切换角、最优调制波形等的求解方法,并进行了计算机仿真。结果表明,该方法极大地提高了输出电压调制深度和基波幅值。     

三电平H桥级联逆变器载波移相脉宽调制方式

在三电平H桥级联（3-LHC）多电平主电路中,传统的载波层叠脉宽调制难以实现各级联单元的功率平衡,而基于两电平级联的载波移相脉宽调制又不能直接运用.中点箝位（NPC）三电平桥臂内只能采用载波层叠脉宽调制,而H桥的桥臂间和各H桥之间则既可以采用载波层叠脉宽调制也可以采用载波移相脉宽调制.基于这一原理,提出了2种适合3-LHC多电平的载波移相脉宽调制方式,分别为基于五电平、三电平载波层叠的载波移相脉宽调制.前者仅在级联单元间使用载波移相,而后者在级联单元间和桥臂间均采用载波移相.仿真对比分析结果表明,基于五电平载波层叠的载波移相脉宽调制是该拓扑中较理想的调制方式.实验结果证实该方法具有很好的效果     

小波调制逆变器电压调制比的理论分析

为了分析基于小波调制的三相逆变器输出电压调制比,采用傅里叶分解的方法,先求解出输出相电压基波及各次谐波的解析式,然后利用得到的方程推导小波调制电压调制比M的计算方程,并通过计算得到M的范围,确定三相逆变器小波调制策略的线性调制范围,最后通过仿真验证理论分析的正确性与合理性．分析结果表明,在开关频率和调制比相同时,小波调制输出电压质量比SPWM和SVPWM更好,并且与SPWM和SVPWM相比,小波调制的线性调制范围更大．     

三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制研究

针对临近空间飞行器电驱动系统的高效控制问题,构建一种三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制系统,以减少输出电流的谐波含量,降低转矩脉动,提升驱动系统整体效率。针对三电平逆变器空间电压矢量调制(SVPWM)实现复杂的问题,通过对大、小电压矢量选择的归纳研究,利用矢量的对称性和归一化处理方法,提出一种易于通过可编程器件实现的简洁计算方法,实现不同扇区的统一计算;构建参考矢量的复数表达形式,利用极坐标相角信息简化扇角区间判别。采用Matlab/Simulink分别构建传统两电平逆变器和三电平逆变器直接转矩控制系统进行对比分析,仿真结果验证了该算法在减小电流谐波和削弱转矩脉动方面的有效性。     

三电平逆变器SVPWM控制算法的研究

首先简介三电平逆变器的工作原理,然后给出SVPWM控制的算法,最后分析中点电位不平衡对电压空间矢量造成的影响,并对SVPWM的算法进行改进,实现对电压空间矢量的补偿控制。     

三电平逆变器中点电位偏移的抑制方法研究

参照两电平逆变器矢量合成算法,对三电平逆变器空间电压矢量脉宽调制算法进行了推导,在分析空间电压矢量作用顺序基础上,根据每个调制周期内中矢量均参与矢量合成,而中矢量的两个开关状态对中点电位偏移有较大影响的特点,提出了抑制中点电位偏移的措施,即依据直流链电容中点电位漂移的情况,调整中矢量两个开关状态的作用时间,保持逆变器的直流电压平衡,试验结果验证了方案的有效性。     

非隔离型六开关光伏并网逆变器

针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在M atlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.     

感应加热电压型逆变器负载匹配的研究

对感应加热电压型逆变器LLC谐振回路特点进行了简要分析,为了解决MOSFET构成的单向全桥逆变器在LLC负载品质因数Q值较低时,开关器件工作角度较大,损耗增加的问题,提出了一种适用于高频感应加热电压型逆变器的新型LCLC负载谐振匹配方案。该方案通过加入附加电容Cs,减小了逆变器输出电压和输出电流间的相位角,从而降低开关损耗,提高电源输出功率。对该拓扑结构的谐振特性和负载输出功率进行了理论分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于重复控制的三电平光伏逆变技术

为了改善光伏发电系统的动态和静态性能,针对基于三电平空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）技术的二极管箝位式三电平逆变器,提出采用电压电流双闭环控制与重复控制相结合的复合控制方法,在提高输出波形质量的同时,有效地抑制周期性扰动,增强系统的稳定性.给出12 kVA 640 V DC/220 V 50 Hz AC样机设计,通过Matlab中的Simulink对系统进行仿真.实验和仿真结果均验证了该方法的有效性.     

SPWM逆变器计算机辅助分析

随着各种复杂调制策略在SPWM逆变器中的应用，许多逆变器波形生成越来越依赖于数字系统。与模拟系统的主要区别是在数字系统中用采样-保持波形来近似模拟调制波形。本文详细描述了采样-保持调制波形与三角形载波相比较来生成SPWM波形开关时刻的计算方法，其中包括对称规则采样法和非对称规则采样的开关时刻的计算以及调制比小于1和调制比大于1的情况下开关时刻的计算。采用傅立叶级数的形式描述了其输出电压。对各种SPWM逆变器输出波形仿真分析结果表明：该方法不仅可以用于生成SPWM波形驱动功率器件，而且还可以对SPWM逆变器进行仿真和分析复杂的调制策略下的输出波形特点。     

空间矢量简化算法在三相PWM电压型整流器中的应用

为了避免常规空间矢量控制方法复杂的反正切函数、正弦函数和平方根运算，提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法.该方法根据两相笛卡儿坐标系上的电压空间矢量，直接确定电压空间矢量所在扇区，从而计算出当前的开关状态及控制占空比.避免了传统控制策略中关于反正切正弦查表等繁杂工作，简化了运算过程.此外推导出了适用于此三相整流系统的建模和控制环设计.通过实验验证了此简化算法和控制环设计的有效性.将此简化算法应用于三相PWM整流电路，得到对称连续正弦的输入电流实验波形，实现了单位功率因数整流.     

基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.