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。     

级联逆变器H桥输出电平单位坐标化矢量调制

通过将单个H桥输出电平单位坐标化,提出了用于H桥级联型逆变器的一维和二维矢量调制方法,该调制方法中H桥的开关状态以坐标的形式出现在一维或二维坐标系中.对一维矢量调制,通过查表法可以求取开关状态与作用时间;对二维矢量调制,通过几何方法求取开关状态与作用时间,从而大幅度简化了开关状态的选择与作用时间的计算.实验结果验证了所提方法的可行性.     

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

针对H桥级联型整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)的电容电压平衡问题,在建立CHBR数学模型的基础上,研究了一种基于PI控制的直流侧电容电压平衡控制策略,采用载波移相调制策略(carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM),理论推导出调制比与有功功率之间的关系,得出该电容电压平衡控制的均压范围。搭建了三模块CHBR的仿真模型和试验样机,试验结果验证了该算法具有较好的均压能力。     

H桥逆变器的复合控制策略

针对比例积分(proportional integral,简称PI)控制H桥逆变器时出现的问题,将PI控制与幂次趋近律滑模控制相结合,提出复合控制策略.仿真实验结果表明：PI控制下逆变器为倍周期分岔状态,而复合控制下逆变器为稳定状态;相对于PI控制,复合控制能将电压、电感及开关频率稳定域拓展得更广,复合控制对扰动具有更强的鲁棒性,复合控制输出电流的畸变率更小、幅值更接近参考电流的幅值.因此,复合控制比PI控制更具优越性.     

阶梯波单相电压源逆变器的调制方案研究

为防止MOSFET从导通状态到关断状态过程中拖尾电流(tail current)引起的直流输入端的贯穿电流,在单相阶梯波调制逆变器交流输出的正、负波形之间插入一个为零的小间隙.建立了这种调制方案的数学模型,分析了失真指数(DF)、总谐波失真(THD)等主要参数.     

基于DSP实现的特定消谐PWM脉冲发生器

为实现中高压变频装置在风机、水泵等应用场合的调速控制,研制了基于数字信号处理器(DSP)的特定消谐脉冲宽度调制(PWM)的脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令实时查询存储器中的脉冲波形数据并发送PWM脉冲,脉冲经过光耦隔离、脉冲分配后驱动主电路的集成门极换流晶闸管(IGCT)开关器件。介绍了该脉冲发生器的工作原理、硬件构成和实现,给出了50Hz的PWM脉冲输出的线电压波形和Fourier谐波分析结果。现场运行实验表明,脉冲发生器脉宽精度高,脉冲的周期误差小于100μs,运行可靠,可消除5,7,11,13等指定次数的谐波,并且工作不受主控制器影响。     

基于SHE技术的逆变器消谐方程实时求解的DSP实现

消谐逆变器的数学模型为非线性超越方程组,选择性谐波消除PWM控制技术（SHE技术）关键在于在线求解、实时控制。在深入研究SHE技术的基础上,提出用传统的DSP芯片实现消谐模型实时求解,达到实时消谐控制。     

级联型多电平逆变器SVPWM控制研究

由H桥级联型逆变器主电路结构,分析出了逆变器电压输出实质可看作其各H桥单元左、右桥臂矢量形成的三相两电平逆变器组输出电压之差。把相移原理和空间矢量脉宽调制技术(SVM)结合推导出了适合于H桥单元串联叠加逆变器的相移空间电压矢量调制技术。利用双重傅里叶变换(DFT)的频域变换方法分析了相、线电压的输出特性。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建相移SVPWM方法的仿真模型,验证了该方法的有效性和正确性,并分析了载波调制比M变化对相移SVPWM的电压输出电平数、基波幅值和电压总谐波畸变的影响。     

逆变器消谐PWM模型的快速同伦算法

介绍了单极性脉冲和双极性脉冲两种控制模型．针对早期模型的求解费时的问题,将有效步长控制法和同伦方法相结合,构造了求解此类模型的快速同伦算法．该算法搜索步长可自动调整,算法迭代的收敛域扩大,且需求迭代的次数相比于牛顿法可减少40％～50％,相比于一般的同伦算法可减少15％～20％．     

逆变器消谐模型求解中矩阵求逆的算法研究

针对消谐方程求解过程中的矩阵求逆问题，分析了各种求逆方法及其运算量，并对矩阵求逆方法进行了算法的稳定性分析，找到影响消谐方程数字化求解收敛性的根本原因是消谐矩阵的病态性质引起的，提出了具有可紧凑存储法思想的高斯-约当初等变换求逆方法，并细述了其计算步骤，该方法具有占用存储资源少、运算量较小、易于实现并行运算等优点，不失为一种有效的消谐矩阵求逆算法。     

并网风电转换系统中特定消谐PWM技术和控制方法

研究和设计出一种风电转换系统接口装置新的控制方法,它大大提高了对电网的供电质量,可以主动消除谐波,改善功率因数,省去滤波设备;进一步阐述了该装置采用特定消谐PWM技术的原理,探讨了新颖的控制方式;最后,给出了计算机实现的状态计数法。     

基于功率反馈的H桥级联型整流器电压平衡控制算法

提出了一种基于功率反馈的直流母线电压平衡算法,用于对H桥级联型(cascaded H-bridge,CHB)脉冲宽度调制(PWM)整流器的电压控制。建立了CHB整流器基于平均意义下的数学模型;通过数学分析得到了各级整流器稳态工作时有功功率与调制比之间的关系,依此推出基于功率反馈的电压平衡控制算法,并对该算法的适用条件进行讨论;在MATLAB上进行了4级级联的系统仿真,搭建2级级联的实验样机进行实验研究。仿真与实验结果表明:该算法在满足适用范围的前提条件下,能够实现对多级CHB整流器直流母线电压的平衡控制,且保证电流控制性能良好。     

基于小波包能量熵和随机森林的级联H桥多电平逆变器故障诊断

为了提升级联H桥多电平逆变器故障诊断的准确性和高效性,提出一种基于小波包能量熵和随机森林的故障诊断方法 .首先对级联H桥多电平逆变器的输出电压进行小波包分解,提取小波包能量熵构建故障特征;然后采用主成分分析法对故障特征进行维数约简,以降低诊断模型的训练时间;最后采用经参数调优后的随机森林模型对逆变器故障进行分类诊断.基于Matlab平台,将该诊断策略与传统的基于快速傅里叶变换的SVM(Support Vector Machine)方法以及基于小波变换的BP(Back Propagation)神经网络方法进行对比.仿真结果表明,针对级联H桥多电平逆变器中功率开关晶体管开路故障,基于小波包能量熵和随机森林诊断策略的故障识别率更高,可有效提升故障诊断率至97%左右.     

消谐控制逆变器的输出滤波参数分析及设计

为使消谐PWM控制逆变器具有较好的正弦输出波形,针对消谐控制逆变器无低阶谐波的特点,采用了二阶L—C低通滤波网络．理论分析和计算表明,该低通滤波器的接入将增大逆变电路的容量要求,滤波器参数的变化将对逆变器的电流及电压输出产生较大的影响．同时还提出了滤波器的设计与参数计算方法,发现在尽可能减小逆变器输出电流负担和增加逆变器电压利用系数的前提下,合理地选择滤波参数,可以使滤波器的输出性能优化．     

PWM逆变器特定谐波抑制技术

建立电压型PWM逆变器输出电压的数学模型,分析其谐波分布规律,以改善PWM逆变器输出波形质量,抑制谐波污染.针对电压型PWM逆变器建立了基于SHEPWM的数学模型,根据特定消谐技术求解非线性方程组,采用同伦算法获得开关角数据,以保证特定消谐方程组的解在大范围内快速收敛.仿真结果证明了该方案的可行性.     

JWSX型消弧消谐装置故障浅析

本文描述了一起JWSX型消弧消谐装置故障情况,根据JWSX型消弧消谐装置的设计原理,分析判断了造成其故障的原因,并简要叙述了采取的措施。     

级联型多电平逆变器控制方法的仿真研究

级联型多电平逆变器在交流调速领域发挥着十分重要的作用。近年来,针对级联型逆变器提出了多种调制方法和调速策略,并取得了一定的成果。以级联七电平逆变器为研究对象,研究了如何将两电平空间矢量调制技术应用到H桥多电平逆变器的控制中,并给出了仿真分析的过程和具体结果。然后,将其与基于空间矢量调制的直接转矩控制方法相结合,从而解决了传统DTC在级联型多电平逆变器应用中存在的开关状态表难于形成、开关频率不固定等问题。通过MATLAB/SIM-ULINK搭建仿真模型,证明了此方法的可行性和优越性。     

H桥多电平逆变器的新型调制

针对传统PD调制法应用在级联H桥多电平逆变器时存在的输出功率不均衡问题,提出一种基于1/4输出周期载波循环的优化调制策略,使得逆变器各级联单元的输出功率均衡,且开关管的最高开关频率降为原来的一半,降低了开关损耗.该优化调制策略比传统PD调制需要的三角载波数量更少,调制更简单.以四单元级联H桥多电平逆变器为例进行理论分析,并通过仿真实验验证了所提方法的正确性.     

同伦新算法在逆变器消谐模型中的研究及应用

把基于割线预估、牛顿校正思想的路径跟踪新算法应用到逆变消谐问题中,通过与牛顿算法和原有同伦算法的比较和分析,得出新算法不仅收敛范围比牛顿法扩大了,且精确度也比原有同伦算法高.     

逆变器消谐模型的数字化方法及其控制误差分析

基于泰勒级数和一致逼近方法研究了消谐脉宽调制（PWM）模型的数字化方法，并对数字化模型的求解结果与实际模型结果进行了比较，证明数字化处理后虽然会给计算结果带来一些误差，但对特定的低阶次谐波影响很小，即使在考虑了定时控制所带来的误差以后，其输出频谱也是令人满意的。试验验证表明：该方法的计算结果是令人满意的，逆变器带电机运行平稳，电流波形接近正弦波。