一种新型级联多电平逆变器SVPWM控制

H桥级联多电平逆变器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来参考矢量计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种新型的电压空间矢量控制算法。基于这种算法能够很容易确定参考电压矢量的位置和各矢量的作用时间,并且计算的复杂度不受逆变器电平数的影响,可以用在任何高电平级联型H桥逆变器中。通过五级H桥级联型逆变器驱动系统的仿真及实验验证了这种方法的有效性。     

级联型多电平变换器单元电路控制策略仿真

针对级联型多电平变换器需要四象限运行的工况,提出以双H桥的电压胞拓扑作为多电平变换器单元电路的方案。其前H桥为整流器,采用滞环电流控制策略实现直流电压稳定和近似单位功率因数的双向能量流动;后H桥为逆变器,采用载波相移SPWM技术。通过建立整流器的滞环电流控制模型和三单元级联多电平逆变器相移技术控制模型,对变换器进行双向能量传输运行的过渡过程分析和逆变器输出级联电压波形分析。仿真结果表明该拓扑及控制策略满足四象限运行要求。     

级联型多电平逆变器控制方法的仿真研究

级联型多电平逆变器在交流调速领域发挥着十分重要的作用。近年来,针对级联型逆变器提出了多种调制方法和调速策略,并取得了一定的成果。以级联七电平逆变器为研究对象,研究了如何将两电平空间矢量调制技术应用到H桥多电平逆变器的控制中,并给出了仿真分析的过程和具体结果。然后,将其与基于空间矢量调制的直接转矩控制方法相结合,从而解决了传统DTC在级联型多电平逆变器应用中存在的开关状态表难于形成、开关频率不固定等问题。通过MATLAB/SIM-ULINK搭建仿真模型,证明了此方法的可行性和优越性。     

基于小波包能量熵和随机森林的级联H桥多电平逆变器故障诊断

为了提升级联H桥多电平逆变器故障诊断的准确性和高效性,提出一种基于小波包能量熵和随机森林的故障诊断方法 .首先对级联H桥多电平逆变器的输出电压进行小波包分解,提取小波包能量熵构建故障特征;然后采用主成分分析法对故障特征进行维数约简,以降低诊断模型的训练时间;最后采用经参数调优后的随机森林模型对逆变器故障进行分类诊断.基于Matlab平台,将该诊断策略与传统的基于快速傅里叶变换的SVM(Support Vector Machine)方法以及基于小波变换的BP(Back Propagation)神经网络方法进行对比.仿真结果表明,针对级联H桥多电平逆变器中功率开关晶体管开路故障,基于小波包能量熵和随机森林诊断策略的故障识别率更高,可有效提升故障诊断率至97%左右.     

H桥多电平逆变器的新型调制

针对传统PD调制法应用在级联H桥多电平逆变器时存在的输出功率不均衡问题,提出一种基于1/4输出周期载波循环的优化调制策略,使得逆变器各级联单元的输出功率均衡,且开关管的最高开关频率降为原来的一半,降低了开关损耗.该优化调制策略比传统PD调制需要的三角载波数量更少,调制更简单.以四单元级联H桥多电平逆变器为例进行理论分析,并通过仿真实验验证了所提方法的正确性.     

多电平逆变器SVPWM控制方法研究

本文提出了一种用于多电平逆变器（MLI）的新的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法,这种方法可用于级联H桥（CHB）逆变器。该方法中矢量作用时间的计算由扇区和两个特定参数决定,利用简单的映射可实现任意n电平逆变器的SVPWM控制。通过7电平逆变器的实验结果证明了所提方法的有效性。     

级联型多电平逆变器SVPWM控制研究

由H桥级联型逆变器主电路结构,分析出了逆变器电压输出实质可看作其各H桥单元左、右桥臂矢量形成的三相两电平逆变器组输出电压之差。把相移原理和空间矢量脉宽调制技术(SVM)结合推导出了适合于H桥单元串联叠加逆变器的相移空间电压矢量调制技术。利用双重傅里叶变换(DFT)的频域变换方法分析了相、线电压的输出特性。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建相移SVPWM方法的仿真模型,验证了该方法的有效性和正确性,并分析了载波调制比M变化对相移SVPWM的电压输出电平数、基波幅值和电压总谐波畸变的影响。     

基于MPSO算法的特定谐波消除技术研究

目的 对于级联H桥逆变器的调制,特定谐波消除技术具有开关损耗小,能够消除特定次谐波,变换效率高等优点,但传统粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)在求解消谐方程组时收敛性差,容易局部最优,提出一种改进的粒子群优化算法(Modified Particle Swarm Optimization, MPSO)。方法 该算法用非线性惯性权重取代线性变化的惯性权重,并在非线性惯性权重引入混沌映射以产生随机性更好的随机量,新的惯性权重可权衡粒子的全局搜索和局部搜索能力,使粒子具有后期跳出局部最优的能力;另外,该算法优化了速度和位置的更新机制,以增强算法的收敛速度,并保证粒子在后期仍具有一定种群多样性优势。结果 根据级联H桥型逆变器的非线性消谐方程组,在保证输出电压基波的前提下最大化降低目标次谐波,建立适应度函数,将MPSO算法应用于级联H桥型逆变器的SHEPWM,能够在1～1.2的调制度范围内得到优化的开关角,提高收敛精度和求解成功率。通过七电平CHB逆变器仿真平台验证了MPSO算法所求的优化开关角能够有效地消除5次、7次谐波。结论 通过使用非线性惯性权...     

适用于光伏发电系统的混合级联式逆变器

为了适应光伏发电系统中对于高效率逆变器的需要,提出了一种基于MOSFET和IGBT的改进型单相混合级联式逆变器,其由3个H桥逆变器输出串联组成,直流侧相互独立,电压取值满足1:2:4的关系.其中,高压H桥和中压H桥由IGBT构成,而低压H桥由MOSFET构成.上述混合级联式逆变器结构可以在较低的开关频率下实现交流侧多电...     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

级联逆变器H桥输出电平单位坐标化矢量调制

通过将单个H桥输出电平单位坐标化,提出了用于H桥级联型逆变器的一维和二维矢量调制方法,该调制方法中H桥的开关状态以坐标的形式出现在一维或二维坐标系中.对一维矢量调制,通过查表法可以求取开关状态与作用时间;对二维矢量调制,通过几何方法求取开关状态与作用时间,从而大幅度简化了开关状态的选择与作用时间的计算.实验结果验证了所提方法的可行性.     

混合供电型不对称多电平逆变器的研究

提出了一种混合供电型级联式不对称多电平逆变器.首先对该多电平逆变器的拓扑结构进行理论分析;然后以输出7电平为例,运用正负反相载波层叠脉宽调制方法和反馈控制相结合的方法,通过调整开关逻辑,控制电容电压稳定在期望值,从而达到输出为理想7电平的目的.最后在MATLAB模拟环境中搭建逆变和控制电路,通过仿真验证了所提出多电平逆变器拓扑结构和控制方法的有效性.     

基于混合级联单元的链式SVG的研究

通过对两种主要混合级联多电平逆变结构分析,提出了将直流电压为1E-2E的2H桥-2H桥混合级联七电平单元作为链式SVG主电路基本功率单元,并采用分段载波层叠式PWM控制法和单极倍频三角载波移相SPWM控制法对其进行控制,以改善链式SVG的性能,最后通过MATLAB软件中的SIMULINK进行仿真验证.     

NPC三电平逆变器SHE-PWM开关模式

文章以中点钳位型三电平逆变器为模型,在介绍SHE-PWM原理的基础上,采用同伦算法对非线性方程组求解,求取SHE-PWM的开关角度,进行NPC逆变器消谐模型的求解,具有收敛范围宽、收敛速度快等优点;用MatLab/Simulink仿真研究了谐波消除的效果,并用IGBT搭建了三电平逆变器实验电路模型,对SHE-PWM的谐波消除效果进行了验证;实验结果证明了基于同伦模型的NPC三电平逆变器SHE-PWM方法的有效性.     

两单元五开关逆变器的倍频调制及功率平衡方法

为了解决传统两单元级联H桥在正负反向层叠载波移幅脉宽(POD-PWM)调制策略下,存在输出电平数少且谐波含量高的问题,提出了一种两单元级联H桥九电平五开关逆变器新型拓扑结构和改进型POD-PWM倍频调制策略.为了消除两个单元之间功率不均衡的问题,在改进型POD-PWM倍频调制策略的基础上,采用1/2输出电压周期循环交换两个单元开关管驱动信号的方法.仿真及实验研究证明了上述理论分析的准确性和切实性.     

混合多电平逆变器拓扑结构及控制系统

为了提高多电平逆变器的性能及效率,提出一种混合多电平逆变器。该混合逆变器由二极管箝位型逆变器(从逆变器)和H桥逆变器(主逆变器)组成,可以在从逆变器不需要电源供电的情况下,实现稳定的多电平电压输出。采用电压平衡控制算法,可以保持从逆变器悬浮的电容电压稳定。从逆变器采用超级电容作为储能单元,可以提高系统的能量利用效率。仿真和实验结果表明:在电机启动时,储能单元的电容电压可以在不添加额外设备的前提下,完成预充电过程,为电机提供启动尖峰功率。在系统稳定运行时,相比相同开关数的逆变器,该混合逆变器可以实现更多电平数的电压输出。     

五电平逆变器直接转矩控制算法改进

针对磁链和转矩双闭环控制的直接转矩控制系统在获得所需电压空间矢量时需要复杂的坐标变换,本文构建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩系统,提出了一种改进的获取电压空间矢量的方法,直接在αβ坐标系下对磁链和转矩进行调节,该方法能够有效减小磁链和转矩脉动,并且能够减小计算机实时的计算量。在Matlab/Simulink软件平台上搭建了级联型五电平逆变器异步电机直接转矩控制系统模型,采用60°坐标系下的SVPWM调制算法,对改进的快速获取电压矢量的方法进行验证,仿真表明,该算法在减少计算机工作量的同时,获得了较好的磁链轨迹和转矩响应曲线。     

不对称级联逆变器的并联电能质量调节器

针对传统结构的有源滤波器（APF）具有运行效率较低、难于实现大容量化等问题，提出了基于不对称级联多电平逆变器的并联型电能质量调节器（PQC）及其控制系统．在PQC中，不对称级联多电平逆变器的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长，N个单元逆变器的级联可以输出3^N电平的阶梯波电压，具有良好的波形跟踪能力．PQC可以同时用于电力系统无功、谐波及不对称补偿，具有响应速度快、补偿效果好、运行效率高和易于实现大容量化等优点．数学推导和仿真分析验证了其正确性．     

一种级联H桥三电平整流器脉宽调制方法研究

以两个功率单元级联为例,提出了一种适用于单相级联H桥三电平整流器脉宽调制方法。以减小功率器件的开关频率和保证直流侧电容电压平衡为控制目标,对该三电平变流器运行于整流工况进行了详细分析。优化选择了输出矢量作用顺序,并进行了仿真和实验验证。该方法具有算法简单、易于数字实现和通用性好的特点。仿真和实验结果验证了本文所提调制方法的正确性和有效性。     

一种基于空间矢量的脉冲宽度调制方法与实验研究

终端级联式五电平逆变器是将两台三电平逆变器的输出终端通过开绕组电机级联而成,针对终端级联式五电平逆变器中存在的共模电压和中点电位平衡问题,研究了一种空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略。该方法完全采用零共模电压矢量来消除电机端共模电压;与传统二极管钳位型三电平逆变器相比,所采用的零共模电压矢量对直流侧中点电位的影响更为复杂,基于此采用一种平衡因子控制法来平衡中点电位。仿真和实验结果表明,该方法能完全消除共模电压,较精确地控制中点电位平衡。