基于MOSFET管的电压型逆变器开关特性研究

通过对基于MOSFET管电压型逆变电路的试验，研究了在不同负栽情况下电子器件及电路的耦合作用对逆变电路输出电压和电流的的综合影响。在对MOSFET管开关特性研究的基础上对逆变电路建立了稳态和瞬态模型，通过仿真和大量实验提出了改进逆变电路的方案，并根据仿真和实验结果找出最佳实验值，抑制了逆变电路输出波形中的尖峰脉冲，改善了逆变电路的输出特性。     

基于ANN的三电平逆变器开关矢量选择器

大容量传动场合中,多电平电压型逆变器得到广泛的应用,但是多电平逆变电路输出矢量的选择较为困难。在细致地分析了三电平电路的输出矢量后,总结了其矢量变化的规律,以异步电动机直接转矩控制为例,提出一种根据磁链和转矩误差选择输出矢量变化量的方法,简化了输出电压矢量的选择过程。并利用所提的方式设计输出矢量选择表,以其为导师对人工神经元网络进行训练,实现了三电平逆变器直接转矩控制的人工神经元网络输出矢量选择器。这种开关矢量选择器可以极大地简化获得输出电压矢量的过程,并可推广至更多电平数的逆变电路中。最后,通过仿真实验验证了所提出矢量选择器的有效性。     

基于单周控制的电压型可调交流电源

针对工业应用的实际需要,将单周控制技术应用于电压型逆变电路中,给负载提供所需要的交流电压源.根据单周控制原理,解决了2个关键性的问题.首先,用2个积分器交互工作解决了积分器的复位问题;再用增加直流偏移量解决实际电路中遇到的电压测量问题.对于逆变电路而言,提高直流电压利用率可以提高逆变器的输出能力,减少逆变器开关的动作次数,就能减少开关损耗.采用双积分器单周控制的电压型逆变电源,其逆变电路硬件结构简单,输出电压幅值和频率可调,具有快速的动态响应,较强的抑制电源扰动,直流电压利用率可达到92.8%,电压谐波总畸变率(THD)最小为0.255 9%,降低了谐波损耗.     

单相可调逆变电源的控制与仿真

以通用逆变电源为设计目标,采用SPWM脉宽调制作为控制核心,对单相逆变器进行稳压调节与仿真。建立了逆变电路仿真模型,通过输出电压瞬时值进行闭环PID控制,输出电压可在50～220V内调节,适应于一般性负载。     

一种微弧氧化逆变电源控制系统

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源,介绍了该电源的控制系统.它以高性能DSP作为控制核心,通过调节输出两组4路PWM (脉宽调制)信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该电源控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验结果表明,该控制系统可以实现精密、稳定的电源控制,提高电源的适应能力.     

混合九电平逆变器的脉冲宽度调制

为实现混合九电平逆变器在变压变频调速场合中的应用,该文在分析混合九电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)方法的基础上,深入研究了混合九电平逆变器的死区效应,并提出一种改进的补偿方法。同时,为保证混合九电平逆变器的运行安全,采用注入零序电压的方法来控制H桥辅助逆变电路的电容电压平衡。实验结果验证了电容电压平衡控制方法的有效性,而且采用改进的死区补偿方法能够补偿死区效应导致的不正常脉冲,使得混合九电平逆变器能输出较好的电压波形,输出电压总谐波畸变率小于3%。     

变频调速系统——短路换相式电流型逆变电路

针对应用较为广泛的串联二极管式电流型逆变电路变频调速系统存在的缺点,提出了一种新型的短路换相式电流型逆变电路。对该短路换相式电流型逆变电路的换相过程分析表明,该电路系统具有不存在叠加尖峰电压、电容器的充电电压与负载大小无关以及负载电流对换相过程影响小等优点。同时该换相分析过程也表明该新型短路换相式电流型逆变电路适用于泵类、风机类等负载。     

变频调速系统—短路换相式电流型逆变电路

针对应用较为广泛的串联二极管式电流型逆变电路变频调速系统存在的缺点 ,提出了一种新型的短路换相式电流型逆变电路。对该短路换相式电流型逆变电路的换相过程分析表明 ,该电路系统具有不存在叠加尖峰电压、电容器的充电电压与负载大小无关以及负载电流对换相过程影响小等优点。同时该换相分析过程也表明该新型短路换相式电流型逆变电路适用于泵类、风机类等负载     

基于Sugeno-Mamdani模糊模型的电流跟踪型光伏并网逆变器

针对并网光伏逆变器对于输入量变化大、控制算法复杂,开关频率大而导致逆变器发热的问题,提出一种分段控制策略.利用模糊控制算法对输入变化不敏感的特点,设计一种输出PWM控制信号变化较小的逆变器,从而减小开关器件的负荷达到提高逆变效率的目的.设计采用分段控制当输出误差很大的时候使用sugeno模型,当输出误差较小时使用mamdani模型,该文中以单相全桥逆变电路为例,给出详细的仿真分析,仿真结果表明,设计的逆变器与传统控制方法相比,具有稳定性好、抗扰动型强、开关频率低等优势,输出电流的总谐波失真(THD)为1.73%,能够与并网电压达到同频,输出功率因素非常接近1,达到了系统并网发电要求.     

单相SPWM逆变电源仿真设计

针对现代各行各业对电气设备控制性能日益提高的要求,基于SPWM脉宽调制技术的逆变电路应用,通过用OrCAD软件对采用SPWM脉宽调制技术的开环逆变系统和闭环逆变系统建模进行仿真,根据对输出电压波形的比较和分析得出结论:采用闭环SPWM逆变系统输出没有稳态误差,SPWM脉宽调制技术的逆变电路有良好的输出特性.     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

三相UPS电源锁相与换相技术的研究

为保证UPS(Uninterruptible Power Supply)逆变电源输出电压与市电电压在切换时的同步,逆变器在热备份状态必须完成市电相位与相序的检测,来实现UPS输出相序的调整和相位的锁定。采用TMS320LF2407的DSP为控制芯片,应用一种新的控制方法成功实现了UPS逆变输出相序的转换和锁相同步。实验验证了该方法的可靠性和实用性,有效地减少了切换时的电流冲击。     

电压空间矢量(磁链追踪)PWM控制研究与仿真

为了提高电机的功率因数,降低开关损耗,基于气隙磁通控制原理,以电磁量组合来逼近圆形磁链轨迹,而电压矢量的选择对应不同开关模式,因此构成电压矢量控制ＰＷＭ逆变器。利用Ｃ语言仿真,该法输出电压较一般ＳＰＷＭ逆变器提高１５％,每次状态切换只涉及一个元件,开关损耗降低,且模型简单,适用于各种ＰＷＭ调速装置。     

弱电网下模型预测并网逆变器控制策略

针对有限控制集模型预测控制系统在弱电网并网时存在电网阻抗无法忽略、电网电压突变、系统有延时、电流跟踪精度低的问题,提出了利用参考电流矢量角补偿的方法加以开关权重系数约束方式。首先搭建传统三相并网逆变器有限控制集模型预测电流控制模型;其次运用参考电流矢量角补偿方法,对预测电流参考值存在误差进行补偿来弥补因电网阻抗与系统电流波动产生的误差,并加入开关函数优化权重系数,使得系统具备两目标兼顾优化的特点,同时在电网电压发生突变时,系统符合并网要求,动态电流跟踪精度准确;最后通过Matlab/Simulink仿真验证了方法的合理性以及有效性。     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

基于误差边界限定的永磁同步电机预测控制

针对图形边界限定形式的感应电机预测控制存在简洁、直观等优点,进一步考虑将该控制策略应用于永磁同步电机。预测控制将电机和逆变器作为一个系统整体考虑,以空间电流矢量为控制对象,直接产生逆变器的开关控制信号。基于永磁同步电机在转子磁场坐标系下的数学模型,推导出电流矢量导数的估测模型,进而预测出电流矢量的轨迹,根据最优电压矢量选择判据选定开关状态,完成基于圆形电流误差边界限定形式的永磁同步电机的预测控制算法。通过MATLAB/SIMULINK进行仿真,仿真结果证明了提出方法的有效性。     

基于新型前馈补偿的电压源型逆变器研究

研究了三相电压源型逆变器输出电压控制,分析了逆变器的非线性扰动和等效滞环继电器模型,提出了补偿量在线可调的前馈补偿控制系统模型.利用搜索控制器(SC),在给定电压不变条件下,通过消除不同开关频率定子电流基波幅值的差,在线确定由死区、电力半导体器件导通关断时间产生的脉宽误差.将功率开关和续流二极管通态电阻视为负载阻抗的一部分,将导通阀值产生的逆变器输出电压误差折算为等效的脉宽误差,并进行了补偿.最后利用合众达DSP F28335模拟器进行了实验,比较了脉宽误差补偿前后得到的定子电流波形,结果表明,该方法有效地消除了脉宽误差,抑制了死区效应.     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）,并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化.为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制.这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应.MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性.     

基于恒最大化升压比Z源三电平中点钳位逆变器研究

三电平中点钳位逆变器由于具有低谐波和波形质量好而备受关注;然而为了实现光伏等分布式电源高电压,需要增加DC/DC才能实现升压和逆变功能,这降低了系统效率。为了解决上述问题,研究了Z源三电平中点钳位逆变器。传统的同相电压偏移(phase disposition,PD)的方法虽然能够减少开关次数和降低开关损耗,但是升压能力不够。提出一种恒最大化升压方法,能够在任何调制比情况下实现最大化的升压;而且能够消除低频纹波和减少电压应力的作用。详细地分析了升压比和开关频率之间的关系;并通过仿真和实验证明了所提算法方法的有效性。