基于遗传算法的三电平逆变器SHEPWM方法的研究

针对中点钳位型三电平逆变器SHEPWM开关角度的求解问题,提出采用遗传算法对三电平NPC逆变器消谐模型的非线性超越方程组进行求解的方法.该方法在求解消谐模型非线性超越方程组时克服了传统数值方法的缺点,不需要给出方程的特定初值和预测在整个调制度范围内解的变化趋势,因此更易收敛和减小计算时间.用Matlab/Simulink仿真软件对三电平NPC逆变器SHEPWM 进行仿真研究,并利用FPGA和嵌入式计算机为核心控制器件构建实验平台进行实验研究,实现了在线SHEPWM控制.     

级联型H桥逆变器的阶梯波特定消谐技术研究

在高压、大功率场合,级联型多电平逆变器得到了越来越多的应用。该文围绕级联H桥逆变器SHEPWM非线性方程组的求解问题,分别采用了牛顿法和模拟退火算法求解该非线性方程组,在对两种算法进行比较的同时,分析了H桥逆变器级联数目和调制比对输出波形改善和方程求解的影响,并利用Multisim仿真对结果进行了检验,最后提出了级联型多电平逆变器的最优控制策略。     

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．     

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。     

三电平逆变器容错拓扑的多载波控制策略

多电平逆变器由于具有不少相对于两电平逆变器的优势,在大功率等场合得到了大量应用,但是其复杂的拓扑结构也带来了故障概率比较大的缺点.在针对多电平逆变器的故障诊断和容错研究中,提出了不少新的容错拓扑,针对一种具有不对称桥臂的NPC逆变器容错拓扑进行控制技术的研究.该拓扑中同时具有两电平桥臂和三电平桥臂,提出两电平桥臂的三角载波和三电平桥臂的多载波之间的相位将会影响到电路的输出特性.当这两种载波同相位时,输出电压波形的谐波含量比较少,并进行了理论分析和实验验证.     

一种新的载波移相脉宽调制策略

分析逆变器常用脉冲宽度调制产生偶次谐波的机理,从调节载波的角度出发,对多电平逆变器中常用的载波移相调制进行改进,提出了一种用于两电平逆变器的新的载波移相脉宽调制策略,通过周期性改变载波相位使输出波形保持半波对称,从而抑制偶次谐波.该策略具有通用性,适用于正弦脉宽调制、空间矢量脉宽调制等多种脉宽调制方式的偶次谐波抑制,且对于单相逆变器和三相逆变器均适用.通过搭建Matlab仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

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.     

逆变器驱动电机的共模电压和轴电压的抑制

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常规SHEPWM方式。这两种方式在45Hz处实现了平滑切换。该SHEPWM方法结合无源共模滤波器方案,在一个三电平中点箝位式逆变器上得到实现,在电机端获得较低的共模电压和轴电压。     

逆变器驱动电机的共模电压和轴电压的抑制

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常规SHEPWM方式。这两种方式在45Hz处实现了平滑切换。该SHEPWM方法结合无源共模滤波器方案,在一个三电平中点箝位式逆变器上得到实现,在电机端获得较低的共模电压和轴电压。     

基于三电平逆变器下的高速电主轴建模与仿真

目的研究多电平逆变器、拓扑结构及转矩控制器的原理,解决电主轴直接转矩控制中存在转矩脉动较大的问题.方法基于电主轴定子磁链及转矩控制基本原理,提出了一种基于三电平逆变器的新型方案.采用三电平逆变器及基于神经网络的多层滞环转矩控制,建立电主轴直接转矩控制系统.利用MATLAB/Simulink搭建三电平逆变器,多层滞环转矩调节器及电气系统,建立电主轴直接转矩控制的仿真模型.结果建立了电主轴直接转矩控制系统仿真模型,在转矩负载恒定和转矩负载跳变的情况下,得到电主轴转矩波形,并对几种不同的仿真模型进行了对比及分析.结论在电主轴直接转矩控制系统上采用三电平逆变器及多层滞环转矩调节器可减少转矩脉动,改善了系统的响应特性,优化了系统的响应速度.     

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%。     

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。     

三相系统关联指令脉宽调制(PWM)技术

在三相逆变器系统中,逆变器三个桥臂的输出电压通常是以相电压指令进行独立调制．本文提出的三相系统关联指令脉宽调制（ＰＷＭ）技术是指把一个周期分成几个区,在不同的分区内,其中一个桥臂不调制,其它两个桥臂以相电压的关联线电压指令进行调制．关联指令ＰＷＭ技术的着眼点是对线电压进行直接控制．理论分析表明,这种调制方法输出线电压的载波频率可达开关工作频率的１．５倍,逆变器的输出电压比传统调制方式的输出电压提高１５．４７％．     

采用瞬时值反馈及谐波注入的UPS逆变器分析

分析了瞬时值反馈控制对ＰＷＭ调制信号波形的影响，给出了在瞬时值反馈ＰＷＭ逆变器电路中注入三次谐波以提高电压利用率的一种改进方法。计算机仿真结果表明所提出的方法是有效的和可行的。此方法用于４０ｋＶＡＩＧＢＴ逆变器，实验结果令人满意。     

一种新型的双PWM三电平调速系统控制方法

为了保持双脉宽调制 (PWM)三电平调速装置直流电容电压的平衡 ,提高装置的运行性能和可靠性 ,提出了一种新型的有功功率反馈控制方法。通过将逆变桥侧的有功功率直接反馈到整流桥的电流环给定 ,实现了直流电容电压与异步电机运行状态的完全解耦。理论分析和仿真结果表明 :该方法可以大大减小异步电机运行状态突变对直流电容电压的影响 ,在负载突变和加减速等动态过程中不仅能保持直流电容电压基本不变 ,而且可使网侧功率因数始终为 1,系统有良好的静、动态性能和可靠性     

正弦逆变电源的数字脉宽调制技术

文章分析比较了正弦逆变电源的数字滞环PWM技术、数字SPWM技术及空间矢量PWM技术的原理、特点及其相互之间的关系.通过构建实验平台,对数字SPWM技术和SVPWM技术进行了实验验证.实验结果表明:采用数字SPWM技术与SVPWM技术的正弦逆变电源具有逆变输出电压谐波分量低、波形畸变小的优点;在三相正弦逆变电源中后者的直流母线电压利用率比前者高.文章最后指出SVPWM技术将成为正弦逆变电源数字控制的主流技术.     

无速度传感器的双PWM变频器一体化控制研究

介绍了一种双PWM变频器系统的控制策略．在PWM整流侧采用空间矢量的无电压传感器的虚拟磁链的直接功率控制和在PWM逆变侧采用无速度传感器的矢量控制．这些控制策略使系统保持了很好的动态响应和静态特性．仿真结果表明本系统有良好性能．从PWM逆变侧到PWM整流侧增加的功率环提高了功率能量流动的动态特性,使输入和输出能量匹配从而减小直流侧电容的大小．     

高性能三电平异步电动机调速控制系统的研究和实现

为了研究三电平变流器在大功率调速系统中的性能 ,详细论述了一个基于三电平 PWM(脉宽调制 )逆变器的异步电机调速装置。在介绍三电平变流器的拓扑结构和工作原理的基础上 ,提出一种新的空间矢量 PWM实现方法完成逆变桥控制 ,实现了一种基于转子磁场定向的三电平电机调速矢量控制系统。实验结果表明 :该装置可以有效地实现三电平空间矢量控制 ,较好地保持直流电压的平衡 ;同时 ,采用转子磁场定向控制方法 ,实现了异步电机磁通和转矩分量的良好解耦 ,并有较好的动态响应性能     

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...     

逆变器带脉冲负载运行特性及改进措施

为研究逆变器带脉冲负载运行规律,提升逆变器带脉冲负载性能,首先针对逆变器带脉冲负载系统进行了仿真建模和实验平台的搭建,在仿真和实验的基础上,详细分析了脉冲负载占空比、峰值功率以及开关周期对数字控制PWM逆变器运行规律的影响;针对带脉冲负载时逆变器输出电压波形质量和各运行指标均较差的情况,深入分析得到逆变器数字化离散过程造成的时间延迟和逆变控制器响应速度是影响逆变器带脉冲负载性能的主要因素;在此基础上提出了一种基于多次采样和解耦控制的逆变器改进恒压/恒频(voltage/frequency,V/f)控制,并利用MATLAB/Simuilink仿真进行了验证。