基于优化的VSVPWM三电平NPC逆变器控制策略

针对中点箝位(NPC:Neutral-Point-Clamped)型三电平逆变器直流侧上下两个电容电压不一致,以及传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM:Spatial Vector Pulse Width Modulation)虽然可在一定的调制度范围内解决两个电容电压不一致,但在较大的调制比下中点电位无法维持平衡的问题,在传统SVPWM和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM:Virtual Space Vector Pulse Width Modulation)的基础上优化控制方法。该方法依据电流的流向对不同的正、负小矢量采用不同大小的平衡因子,同时根据中点电位差值,引入电压调差系数,并在此基础上与无差拍控制相结合。该闭环控制策略利用中点电位差值与逆变器三相电流输出值作为反馈量调整输出波形,抑制中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器调制度较高时仍然可以维持直流侧中点电位的平衡,证明了控制策略的正确性和有效性。     

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。     

三电平逆变器的点电压平衡控制

为解决电压型逆变器中点电压不平衡问题,分析了中点钳位式(NPC)三电平逆变器的基本原理,介绍了三电平逆变器的SVPWM算法.根据正负小矢量对中点电位的影响提出了两种平衡中点电位的控制策略,并通过设定电压误差滞环把两者结合起来.仿真结果表明,该方法能有效约束三电平逆变器的中点电压.     

改善共模电压和中点电位的虚拟SVPWM策略

中性点箝位式(NPC)三电平逆变器的拓扑结构以及空间矢量脉宽调制的技术特点决定了逆变器存在中点电位波动和共模电压问题.为此,提出一种改进的虚拟空间矢量脉宽调制策略,可以兼顾中点电位波动抑制和降低共模电压.在分析传统虚拟空间矢量脉宽调制策略原理基础上通过优化基本电压矢量构成和基本矢量的作用顺序达到降低共模电压的目标;同时采用闭环控制策略,监测中点电位和中点电流流向,动态调整中矢量形式,将中点电位波动控制在目标范围内.为验证改进调制策略的实用性和有效性,搭建了仿真和实验平台,仿真和实验结果均表明该策略相较于传统虚拟空间矢量脉宽调制技术,共模电压可降低50％,且稳定状态下中点电位波动范围可控制在5V内.     

三电平逆变器系统仿真

针对三电平逆变器控制策略复杂以及存在中点电位不平衡的问题,对其电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理进行了研究。采用了一种新的方法———首发矢量为正小矢量的SVPWM算法,将所有扇区都变换到第一扇区,简化了控制算法,给出了第一扇区各个小区间的判断规则,推导了合成参考电压矢量的各个基本电压矢量的作用时间,并介绍了SVPWM信号的产生方法。采取了一种新的控制策略———改变小矢量作用时间的方法解决了中点电位不平衡问题。此外,对系统进行了MATLAB仿真,证实了采取SVPWM算法的有效性和控制策略的优越性。     

五相五电平H桥型逆变器的空间矢量控制策略

针对船舶电力驱动过程中,多相多电平H桥型逆变器空间矢量数量众多,不宜采用传统空间矢量脉宽控制的问题,提出了一种简化的五相五电平二极管中点箝位H桥型逆变器的空间矢量脉冲宽度调制算法。该方法采用相移控制的思想,将五相五电平H桥型逆变器作为2个由单桥臂组成的五相分别予以控制,并通过合适的工作电压矢量及开关作用顺序,在一个开关周期内分配各基本电压矢量的作用时间。针对中点电位平衡,提出利用冗余小矢量,结合中点电流方向的控制算法予以调节,并对其进行了仿真验证,结果表明该算法具有很好的工程应用价值。     

三电平逆变器的无速度传感器矢量控制系统

介绍三电平逆变器的基本结构并推导了三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理,为防止电容中点电压的偏移,采用改进型SVPWM控制方法作为逆变器的控制策略．同时,引入模型参考自适应技术,并在三电平转速、磁链双闭环控制中使用该技术实现了无速度传感器控制．通过仿真结果证明了方法的正确性和可行性．     

虚拟矢量的中点电位平衡三电平调制方法

针对二极管中点钳位型三电平逆变器中中点电位波动造成的直流侧电容电压不平衡问题,提出一种虚拟矢量中点电位控制方法.该方法结合三相电流平衡和冗余小矢量的特点,通过虚拟中矢量和小矢量取代原中矢量和小矢量,进行参考矢量的合成.因大矢量作用时中点无电流流入和流出,对中点电位波动无影响,故通过降低虚拟矢量作用时间内中点电位的波动,就可以控制整个调制过程中点电位的波动,从而降低输出电压波形的畸变和开关管承受的电压.仿真实验表明该文方法具有可行性和有效性.     

快速虚拟矢量调制的三电平直接转矩预测控制

提出了一种新颖的基于电压预测和快速虚拟矢量调制算法的二极管钳位式三电平逆变器供电的永磁同步电机直接转矩控制方案。系统基于广泛应用于中高压调速系统的二极管钳位式三电平逆变器,结合空间矢量调制思想,通过电压预测控制算法生成直接转矩控制所需的参考电压矢量,然后基于非正交60°坐标系,构建虚拟矢量合成参考电压矢量,采用平衡因子调整冗余小矢量的作用时间,对中点电压进行滞后补偿控制,基本电压矢量的选取和作用时间计算十分简单,实现了快速空间矢量调制。仿真结果验证了该控制方案的可行性,三电平逆变器输出电压幅值跳变和直流侧中点电位得到有效控制,并获得了良好的动态和稳态调速性能。     

三电平ANPC逆变器改进SVPWM控制策略

针对三电平有源中点钳位逆变器(ANPC)中点电压不平衡问题,提出一种改进的SVPWM控制策略。首先,分析了ANPC逆变器中点电压不平衡的原因,利用空间矢量合成方法分析了各矢量形成的中点电流,从而提出了一种利用大矢量合成中矢量的改进调制算法,并且分析了SVPWM调制模式下中点电压的偏移情况,并提出了解决方案;在此基础上,对所提出的改进SVPWM控制策略和NVSVM控制策略进行了仿真对比,分析了改进算法的优势;最后,通过搭建实验平台对提出的算法进行了实验验证,实验结果表明:提出的控制策略能有效平衡中点电压,同时能及时地校正中点电压的偏移,中点电压波动小。     

混合级联 H 桥逆变器的改进型调制策略

针对混合级联 H 桥逆变器,在采用混合载波层叠调制策略时,虽可以解决电流倒灌的问题且逆变器输出电 压的波形质量良好,但逆变器的低压单元会出现功率不均问题,提出了一种改进型混合调制策略;以混合级联九电 平逆变器为例,策略的高压单元采用调制波为正弦波的阶梯波调制;将两个低压单元的调制波分别进行调整再对 其进行脉宽调制(PWM),通过 PWM 调制可以得到两个低压单元各自开关元件的脉冲信号,利用该脉冲信号的对 称性对其进行逻辑运算,重新分配低压单元脉冲信号;首先进行仿真分析,对两种调制策略在同一条件下搭建仿真 模型并运行可得出相应的结果,接着进一步对改进型混合调制策略进行实验验证;通过仿真分析和实验验证可以 证明改进型混合调制策略在保留混合载波层叠调制策略优势的基础上,可减少载波,简化了调制过程,使输出电压 达到倍频效果,还可以在 1 / 2 个调制波周期内解决低压单元功率不均问题。     

基于SVPWM的Z源三电平逆变器升压能力分析

单级结构的Z源三电平中点钳位式逆变器将升压和逆变两个环节结合在一起,结构简单且效率高．文章对这种逆变器的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法进行了分析,指出逆变器在这种脉宽调制方法的作用下升压因子和调制因子存在相互制约的关系,从而限制了电压增益的最大值,影响了逆变器的升压能力,需进一步改进．仿真结果证明了理论分析的正确性．     

空间矢量PWM控制的三相逆变器的仿真模型

基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)的基本原理,在Matlab/Simulink环境下构建了3种SVPWM方法的仿真模型,通过与正弦脉冲宽度调制(SPWM)的比较表明基于SVPWM的三相逆变器具有较高的直流电压利用率,较少的输出线电压谐波和相电流谐波.该仿真模型建模方法简单,调用方便,适合于变频变压电源的仿真分析,为交流励磁发电系统的进一步研究和设计打下了基础.     

三维空间矢量PWM调制算法及其仿真研究

文章针对三维空间矢量PWM调制谐波含量少、可用于四桥臂等特点,重点分析了三维空间矢量调制的原理,对相关矢量发生的算法进行了详细推导;并利用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行了仿真,仿真结果验证了三维空间矢量PWM调制算法的正确性。     

基于ARM＋FPGA的三电平逆变器研究

介绍了三电平逆变器电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制的原理．使用ARM（advanced RISC machine）控制芯片和FPGA（field programmable gate array）芯片搭建硬件平台,进行算法设计,产生所需的PWM波形,通过驱动电路驱动功率器件IGBT,实现三电平逆变器．最后给出实验结果,验证了该方法的可行性．     

应用三电平逆变器的PMSM控制系统的建模与仿真

在分析三电平空间矢量脉宽调制技术和永磁同步电动机数学模型的基础上,采用转子磁场定向控制策略设计了一套应用SVPWM三电平逆变器的PMSM矢量控制系统.利用Matlab/Simulink仿真软件,建立了系统的仿真模型.该模型综合了PMSM的变频调速、矢量控制、SVPWM技术和三电平逆变器.仿真结果表明,系统能够得到良好的动静态性能.     

基于DSP的空间矢量PWM控制系统

对空间电压矢量PWM进行了研究,并采用TMS320F240对其进行了实验。实验结果表明,该系统可以提高电压利用率,减少输出电流的谐波成份。