三电平变流器多载波PWM控制技术研究

对二极管箝位型和飞跨电容型两种三电平变流器拓扑的多载波PWM(脉冲宽度调制)控制策略进行研究,重点对这两种拓扑结构中存在的中点电位不平衡问题,以及不同拓扑结构所适用的多载波PWM方法,进行了理论分析和论证;通过Matlab/Simulink软件的仿真研究,分析了在不同调制度下输出电压的谐波分布和谐波畸变率,确定了载波层叠法与载波移相法的拓扑结构实用类型,论证了多载波PWM控制策略的实用性和可行性.     

多电平逆变器技术及其原理综述

对多电平逆变器的基本原理和多电平逆变器的各种拓扑进行了分析,同时指出了各类拓扑的优缺点。分析了已有多电平逆变器不同的载波PWM控制方法,重点研究了多载波PWM控制方法,并以二极管钳位式五电平逆变器为例进行了仿真研究。同时采用了三次谐波注入法,对输出波形的谐波进行改善。     

基于SVPWM控制的三相三电平逆变器仿真研究

本文以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了三电平逆变器主电路拓扑结构和工作原理,建立了单相三电平逆变器的控制模型,并在定义逆变器开关函数概念的基础上建立了三相三电平逆变器的数学模型。其次,详细分析了传统三电平SVPWM算法,并通过仿真,验证算法的可行性。     

在变频器中多电平PWM控制技术

本文讨论和归纳了在变频器中的多电平PWM控制技术。着重介绍了多电平变频器的移相式SPWM方法,并根据空间矢量理论,提出了一种用于控制多电平逆变器的载波型SVPWM方法,并阐述了这种SVPWM方法的原理和生成思路,通过仿真和实验验证了该方法的有效性。与两电平相比,多电平PWM控制方法需要面对一些新出现的问题,并拓展PWM控制的内涵,进而形成新的PWM控制思路。     

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM控制方法研究

对于二极管箝位型三电平逆变器拓扑结构的分析,针对在传统的直角坐标系下SVPWM算法存在要进行大量的三角函数运算和扇区判断,计算量大,以及中点电位不平衡等问题。本文阐述一种在60°坐标系下三电平逆变器SVPWM实现方法,具体通过坐标变换,坐标旋转,简化扇区判断,在中点电位平衡中采用滞环控制和准确控制相复合的控制策略,解决单独控制的不足。通过MATLAB仿真结果表明,该方法可以完成三电平逆变,维持中点电位平衡,验证了方法的可行性。     

三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真

多电平逆变器在中高压大功率场合得到了广泛的研究和应用 .二极管中点箝位三电平逆变器是一种简单实用的多电平逆变器 ,但是三电平逆变器直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性 .为此提出了一种用于三电平逆变器中点电位平衡的硬件电路 ,详细介绍了其工作原理以及参数设定 ,并用Matlab/Simulink仿真工具对系统进行了研究 ,给出了较好的仿真结果 .     

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。     

一种改进的三电平PWM整流器中点电位控制方法

本文介绍了三相三电平二极管中点箝位型PWM整流器电路的拓扑结构,详细分析了基于虚拟空间矢量（Virtu-al-Space-Vector,VSV）的PWM调制策略,当电容存在容差时,采用了一种中点电位控制算法,能实现对中点电位的完全控制,仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于中点电流的ANPC逆变器故障诊断策略与容错控制

有源中点箝位型(ANPC)逆变器具有输出波形畸变率低、传输效率高等优点,获得了广泛的应用,但大量的开关器件降低了逆变器的可靠性.分析了三电平ANPC逆变器在不同开关器件开路故障下的电流路径,得到不同故障下输出电平及输出电压空间矢量的变化情况.结合各矢量作用下中点电流与输出电流的关系,提出了一种基于中点电流的故障诊断方法.根据ANPC逆变器电路特点,对其桥臂器件和箝位器件提出了不同的容错模式,并提出了一种具有不降额容错能力的容错电路结构.通过搭建仿真模型及实验平台对提出的故障诊断方法及容错策略进行验证,仿真和实验结果验证了该故障诊断方法及容错策略的有效性.     

单元串联变频器移相PWM的研究

介绍单元串联中压变频器2种载波移相的PWM调制方法,分析各自的优劣,并对载波水平移相PWM调制进行仿真实验,给出在不同调制度下的输出波形．仿真和系统实验表明,载波水平移相PWM调制可以提高开关频率,使输出波形电平数增加,减小谐波,改善输出波形．     

基于无差拍控制的三电平逆变器中点电位控制

对二极管箝位型三电平逆变器的中点电位偏移与中点电位波动问题进行了研究.通过对电压矢量与中点电位关系的分析,建立了系统在无差拍控制下的数学模型.在无差拍控制下,结合虚拟矢量调制,经综合判断,对中点电位进行调节.仿真与实验结果表明:与传统方法相比,该方法可以缩短消除中点偏移所需的时间,调节中点电位的能力不受调制度大小的影响,同时该方法可以消除低频的中点电位震荡.     

基于新开关矢量图的三电平NPC逆变器矢量控制方法研究

文章在介绍中点箝位(Neutral Point Clamped,简称NPC)三电平逆变器空间矢量PWM原理的基础上,提出一种新开关矢量图的三电平NPC逆变器矢量控制方法,该方法仅需进行简单的计算就可得出电压参考矢量所处的作用区间以及输出电压空间矢量所对应的开关器件作用时间,解决了传统空间矢量调制方法需要大量三角运算以及扇区判断的缺点.并且运用MATLAB和DSP-TMS320F28335对所提出的算法进行仿真和实验,结果验证了该方法的正确性和有效性.     

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.     

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.     

全MOSFET型全桥非隔离光伏并网逆变器

带交流旁路环节的非隔离型单极性SPWM全桥光伏并网逆变器可以在不增加导通损耗的前提下改善共模特性。为了进一步消除共模电压引起的漏电流,可以采用箝位技术实现高频共模电压为恒值。提出一种改进型全桥电路结构和调制方式,在续流模态提供了交流旁路环节和二极管无源箝位,避免了有源箝位支路的死区对箝位效果的影响。在桥臂和续流回路中采用Si C-MOSFET器件可消除桥臂二极管反向恢复问题和降低电流回路阻抗,可以大幅提高变换效率。详细分析了新型逆变器结构和准单极性SPWM调制的差模和共模特性,并通过一台50 k Hz/3 k W实验样机对比验证了新型拓扑的性能。     

多电平滞环控制异步电动机调速系统

基于多电平变流器 ,如中点嵌位逆变器和串联逆变器特别适合在中高压大功率场合应用特征 .针对多电平变流器 ,传统的 PWM控制方法的适用性存在的问题 ,提出了一种非常适合多电平变流器的 PWM控制方法——多电平 SFO滞环控制方法 .这种方法算法简单 ,容易实现 ,开关频率低 ,电压调制系数高 .通过一个矢量控制异步电动机调速系统对这一方法进行了验证     

多电平滞环控制异步电动机调速系统

基于多电平变流器，如中点嵌位逆变器和串联逆变器特别适合在中高压力大功率场合应用特征，针对多电平变流器，传统的PWM控制方法的适用性存在的问题，提出了一种非常适合多电平变流器的PWM控制方法－－多电平SFO滞环控制方法，这种方法算法简单，容易实现，开关频率低，电压调制系数高，通过一个矢量控制异步电动机调速系统对这一方法进行了验证。     

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。     

多电平电压源逆变器控制策略研究

采用多电平拓扑结构已是大容量应用领域的必然趋势,针对多电平电压源逆变器,研究、分析和比较各种控制方法的特点,并以DSP和FPGA为核心控制芯片介绍中点箝位型三电平变换器的软硬件设计.     

三电平脉宽调制逆变器共模电压的抑制策略

针对三电平脉宽调制(PWM)逆变器运行过程中会产生大量共模电压、高频dv/dt等谐波的问题，采用一种分区域PWM调制策略(Ma-PWM)来抑制PWM变换器的共模电压。通过调制指数将三电平空间矢量重新划分为多个不同的调制区域，在不同的调制区域内采用4种基本矢量类型中的大矢量、中矢量以及小矢量来实现三电平PWM调制算法。分区域PWM调制策略将扇区内部的小区域划分为高、低两个调制区域，并合理选择最邻近的基本电压矢量来合成参考矢量。仿真结果表明：Ma-PWM调制策略在不同负载类型下的共模电压幅值为直流母线电压的1/6;此外，在可变速负载下，PWM逆变器的共模电压幅值不仅能够减小到原来的1/2,而且PWM逆变器输出电流波形的总谐波失真小于5%。该方法不仅能够抑制共模电压，还能够减小PWM逆变器输出电流的总谐波失真。