三相Vienna整流器单闭环及中点电位平衡控制策略

为降低Vienna整流器的生产成本,提高控制算法的工作效率,设计了基于无电流传感器的单闭环控制策略.针对Vienna整流器的中点电位波动和传统三电平空间矢量调制(SVPWM)计算繁琐的问题,引入一种基于载波调制的简化等效SVPWM技术,主要是通过在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡.单闭环控制算法和等效SVPWM相结合大大简化了控制系统的设计过程,提高了整个控制系统的工作效率.最后通过实验验证了该控制算法的正确性和高效性.     

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.     

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。     

二极管钳位型三电平控制系统的研究

对二极管钳位的三电平控制系统进行了分析,论述了三电平空间矢量调制的特性,建立了三电平的数学模型.针对三电平控制系统的关键点是控制中点电位,提出了中点电位控制的具体算法.结合空间矢量调制算法,提出一种滑模控制用于电流的动态补偿,并通过试验证实控制算法的可行性.     

应用于NPC型逆变器的三电平不连续PWM方法

针对低频大功率二极管中点钳位( NPC)型逆变器控制系统的不连续空间矢量脉宽调制原理及控制策略的研究,提出三电平不连续空间矢量脉宽调制方法,相比于传统三电平空间矢量脉宽调制方法,在相同的开关频率下,此方法可以显著降低逆变器的开关损耗。同时,文中对三电平逆变器的中点电压不平衡问题以及在现场应用中可能出现的PN电平跳变问题进行分析,并提出解决方法。最后,针对本文提出的调制方法做中点电压的平衡控制,给出对于该算法基于仿真和实验的验证。     

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.     

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。     

三电平直流变换器平衡中点电位的双移相PWM控制研究

在分析中频中压大容量三电平H桥直流变换器的电路拓扑和工作原理的基础上,针对中点电位波动问题,提出了一种双移相脉宽调制(PWM)复合控制策略。将原来只有单一移相角的移相PWM变为具有双移相角的移相PWM,从而造成调制不对称来对中点电位进行调节。分析了采用双移相PWM方法能够平衡中点电位能力的边界,设计了三电平H桥直流变换器的双移相PWM复合控制器,并结合传统单移相PWM控制器进行了对比实验研究。结果表明:负载电流流过中点是造成中点电位波动的原因;双移相PWM能够产生不对称PWM控制脉冲来实现中点电位的调节,且随着负载程度的增加调节能力逐渐增强;基于双移相PWM的复合控制策略能够较好地实现平衡中点电位控制,且具有较好的动态性能。     

基于三电平NPC技术的SVG控制方法及其系统实现

针对煤矿井下非线性负荷产生的无功以及电压波动等电能质量问题,搭建了矿用防爆型1 140 V、400 k Var三电平NPC技术的静止无功发生器(SVG),并提出适用于系统无功补偿控制的三电平空间电压矢量调制算法.基于两电平空间矢量调制原理,将三电平的参考电压矢量扇区判断和基本电压矢量作用时间简化到两电平范畴,从而推导出三电平SVG的SVPWM调制算法及中点电压平衡的控制策略.研制出基于DSP与FPGA结构的三电平SVG数字控制系统.在所搭建的系统上进行了模拟试验.试验结果表明:所研制的系统具有良好的容性和感性无功控制特性,动态响应5~10 ms,满足工业现场实际要求.     

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.