A three-phase inverter circuit using half-bridge cells and T-NPC for medium-voltage applications

Three-phase single DC-source based multilevel inverter topologies play a pivotal role in industrial applications due to the reduced number of components and higher efficiency. This paper emphasizes the inverter for medium-voltage applications that employ a conventional three-phase T-type structure (T-NPC). The primary circuit of the proposed configuration consists of a T-NPC structure connected to the half-bridge cells at the top and the bottom sides of each phase. The secondary circuit consists of DC-link capacitors whose voltage balancing is attained through a separate voltage balancing circuit (VBC). Using the proposed configuration, the number of components and independent DC supplies are reduced compared with the conventional topologies such as a neutral point clamped (NPC) inverter, a flying capacitor (FC) inverter, and a cascaded H-bridge (CHB) inverter for the same number of output voltage levels. Hence, the proposed topology results in the reduction of weight, volume, and power losses of the inverter. A sine-triangle comparison method is employed in the field programmable gate array (FPGA) platform to generate the firing pulses of the circuit switches. The effectiveness of the proposed topology is verified with simulation studies and is experimentally validated with a scaled-down prototype.     

宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器

针对现有双接地光伏逆变器在阴影条件下由于欠压而停机的问题,提出一种宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器。该拓扑由升压单元和双接地逆变器构成,逆变器无共模漏电流,且在阴影条件仍能正常工作。采用多模态协同控制,减小逆变器各元器件的电压应力,并使得升压单元只需在欠压时工作,减少升压单元承受的功率,减小逆变器体积和重量;每个模态只有1个功率管高频开关,提高了逆变器的效率。详细分析拓扑构成、工作原理和控制策略。最后,搭建一台原理样机,验证理论分析。     

低开关频率对并网逆变器控制环节的影响及补偿方法

为了防止大功率并网逆变器网侧LCL滤波器所导致的谐振问题,通常采用无源阻尼方法进行谐振抑制。但是传统的无源阻尼方法未考虑数字延时对系统稳定性的影响,通过在离散域和连续域建模结合奈奎斯特稳定判据分析,得出采用准比例-谐振(QPR)控制时,低开关频率下的数字延时角会导致无源阻尼方法在谐振频率附近出现负穿越。这个特性会导致电流环不能稳定运行,并进一步得出QPR控制下的无源阻尼系统稳定性不受电网阻抗变化的影响。为了保证低开关频率下电流环的稳定性,提出采用具有低通特性的超前环节补偿QPR控制器谐振频率相位滞后的方法,给出了超前补偿的设计步骤。最后,仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

多逆变器并网下的超高次谐振特性分析

超高次谐波是电力电子技术快速发展过程中不可避免的电能质量问题,受到了越来越多的关注。为揭示多个逆变器并网下的超高次谐振特性,文中提出了一种多逆变器并网下的超高次谐振特性分析方法。首先,以单相并网逆变器为例,分析其在单极倍频正弦脉宽调制(SPWM)下的谐波分布特性,以此来揭示基于单极倍频SPWM控制下的电力电子装置的超高次谐波发射机理。然后,建立了逆变器并网等效电路模型,并在此基础上,得到了多逆变器并网系统超高次谐波下的等效电路模型。其次,根据所建的等效电路模型求得了公共连接点的等效阻抗,并提出了超高次谐振放大系数的概念,在此基础上采用控制变量法分析了滤波器参数、并网逆变器数量和电网阻抗变化下系统的超高次谐振特性。最后,通过仿真验证了所建模型和理论分析的正确性。     

一种同步型分布式电源输出短路电流抑制技术

随着分布式电源（DG）在配电网渗透率的不断提高,其对继电保护尤其是过流保护的影响日益显著。针对短路电流输出能力强的同步DG,提出了一种基于全控型器件的励磁控制技术以抑制DG对配电网过流保护的影响。首先,分析了同步发电机机端短路时输出电流同励磁电流间的数学关联。然后,通过分析电流型逆变器调制策略下励磁能量泄放回路时间常数的影响因素,建立了面向配电网过流保护的同步DG励磁控制方案。最后,通过仿真分析验证了该励磁控制方案的有效性及其对转子匝间绝缘的影响。该方法只需要通过对全控型器件变流器的控制,即可抑制同步DG对过流保护的影响。     

三电平逆变器驱动双定子绕组PMSM系统容错控制

为了提高三电平逆变器驱动双定子绕组永磁同步电机(PMSM)系统的运行能力,设计了一种针对缺相故障和开关管开路故障的新型容错控制策略。新方案基于矢量空间解耦(VSD)控制实现了2套定子绕组的整体转矩控制。新方案可以实现优化目标下的缺相故障容错控制,如最小电流幅值方差。此外,针对开关管开路故障提出了基于VSD的补偿方案,即通过调整开关调制策略,实现了系统对称运行。新型容错控制方案还能抑制电流谐波和直流母线中点电压偏差。最后,PMSM容错试验结果验证了新型控制方案的有效性。     

一种基于H6型并网逆变器调制策略的研究

针对传统H6型单相非隔离光伏并网逆变器只能工作在单位功率因数逆变状态而无法进行无功调节的问题,在分析了该拓扑逆变器电压和电流矢量关系的基础上,提出了一种新型的H6型单相光伏并网逆变器调制策略,该调制策略通过当在电网电压的正半周内,在传统调制策略的基础上采用开关管S5与S1互补导通的方式来实现无功传输。最后,通过仿真和实验验证了所提出控制策略的有效性。     

基于DRNN自整定QPR-DMRC控制的并网逆变器技术

针对常规并网逆变器中电网电压会出现畸变及传统控制器动态响应差等问题,通过分析准比例谐振和传统重复控制策略的优缺点,提出了一种基于对角递归神经网络的改进型QPR-双模重复控制(DMRC)复合控制器并给出其控制算法,DRNN采用LM算法,利用DRNN参数自整定技术,对改进型QPR-DMRC控制器参数进行在线整定,该方法既能够有效地对奇、偶次谐波进行抑制,同时解决了QPR控制器参数整定困难等问题。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明该方法能有效地降低系统谐波总畸变率,提高了系统的抗干扰能力,实现逆变器无静差稳定运行。     

蓄电池在线核容放电关键装置与远程控制策略的研究

为了解决蓄电池组远程控制在线式核容放电的技术问题,设计了以主控制器为核心,调压装置、母联保护装置为主要组成部分的在线核容放电系统,并给出了远程控制的详细策略。在充电机输出端与直流母线之间串接可控调压装置,降低母线电压,达到蓄电池在线放电的母线电压条件。在交流停电时,由母联保护装置自动接入备用组电池,保障直流系统供电安全。并且,以可控馈网逆变器为放电负载,最终实现具有节能环保效果的蓄电池远程控制在线核容放电系统。     

简述电机和编码器的连接及装配要点

编码器作为准确测量和反馈运行速度的精密设备,其与电机的安装连接至关重要。介绍了典型的电机与编码器连接结构,阐述了设计、加工和检验要点,并提出了装配时的注意事项。