基于载波实现的多电平SVPWM调制策略

为了降低多电平电压空间矢量调制(SVPWM)在实际应用中的复杂性,改善多电平变换系统的实时性.通过结合载波移相和载波层叠两种调制策略的优点,提出一种基于载波实现多电平SVPWM调制策略,不仅能够提高直流利用率,减小输出电压谐波成分,而且能大幅改善算法的计算复杂度,并且计算量不会随着电平数的增多而增加,因此可以方便扩展至任意电平.此外,新的调制策略可以保证单元箱之间的功率均衡,维持现有多电平结构中模块化的优点.最后,通过仿真和实验,验证了本文提出调制策略的有效性.     

级联多电平逆变器单元故障时的载波调制

给出了计算中性点移位参数的一般公式．这些公式可用于．单元直流电压相等或不相等的级联多电平逆变器发生单元故障时的载波调制或空间矢量调制．给出了一般的不对称的开关频率最优载波移相脉宽调制(ASFOCPSPWM)方法．采用所提出的ASFOCPSPWM方法，可以大大提高级联多电平逆变器系统的可靠性．仿真结果验证了理论分析的正确性．     

谐波注入式多相SVPWM及其矢量意义

从载波角度对多相空间矢量脉宽调制(SVPWM)进行了研究,提出了谐波注入式多相SVPWM算法.建立了零序空间矢量基本函数的一般形式,确定了载波调制中对应于多相SVPWM的零序谐波注入量,通过载波调制的形式等效实现了多相SVPWM.以五相两电平逆变器结构为例,提出了SVPWM中矢量有效的充要条件.论述了多相SVPWM中有效矢量的构成、作用顺序和作用时间的一般性规律.在矢量空间中设定了调制比,得出了相数与线性调制范围的关系.通过实验证明了算法的正确性和有效性.     

级联多电平逆变器CPS-TPWM策略研究

针对传统的多电平调制策略直流电压利用率低的问题,提出了一种用于级联多电平逆变器(CMI)的载波相移梯形波脉宽调制(CPS-TPWM)策略。在对载波相移技术进行数学分析的基础上,推导了梯形波三角化率σ与CMI输出基波幅值和谐波含量的数学关系。在选取合适的σ值和拥有良好谐波特性的条件下,该调制策略大幅提高了CMI的输出电压基波幅值。在Matlab/Simulink中搭建了三相九电平CMI模型进行仿真验证,仿真结果证明了该方法的正确性和可行性。     

基于载波移相调制的MMC控制策略研究及仿真

为研究模块化多电平换流器(MMC)的控制策略,首先介绍了MMC的拓扑结构及其基本工作原理,在对比其他调制策略的基础上,综合考虑该新型换流器的结构特点以及需要实现的电平数,选取了载波移相正弦脉宽调制策略(carrier phase-shifted PWM,CPS-PWM);接着根据子模块能量均分和电压均衡两种原则,针对载波移相调制策略,选择了一种子模块电容均压策略,以确保子模块电压稳定在同一水平;最后通过仿真结果验证所设计的控制策略的有效性。     

柔性直流输电系统的交流谐波特性分析

交流谐波特性是柔性直流输电系统设计计算的一项重要内容,在主回路选择和参数设计方面使其满足电网电磁兼容水平。文章针对基于MMC(Modular multilevel converter模块化多电平拓扑结构)的柔性直流输电系统,分别对最近电平逼近调制策略和载波移相调制策略分析了MMC换流器的交流谐波分布规律,建立了柔性直流输电接入对交流电网谐波特性影响的分析计算方法,并给出了谐波特性和调制策略、电平数目和开关频率等之间的关系。     

空间电压矢量PWM过调制控制方法的研究

空间矢量脉宽调制（SVPWM）是用于变频调速系统最流行的调制策略,本文针对三电平逆变器的过调制问题,介绍了两种过调制策略,通过异步电机试验和计算机仿真对其进行了比较,并得出了一些有价值的结论,同时还提出了抑止谐波的方案。     

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。     

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．     

一种三电平NPC中点箝位逆变器并网控制算法设计

调制策略是三电平NPC变换器安全可靠运行的关键技术.传统载波调制策略存在中点电位不平衡问题.通过建立三电平NPC两相旋转坐标系下数学模型,对层叠载波调制技术进行分析,针对中点电位不平衡问题,给出抑制中点电位不平衡零序电压的选取原则,提出了注入零序分量的载波调制算法.仿真结果验证了算法的有效性和可行性.     

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.     

三电平逆变器电流谐波最小PWM方法

三电平逆变器在中高压大功率交流系统中的应用越来越广泛,但随着工作电压等级提高,开关损耗也随之增大.降低功率器件的开关频率可减少大容量逆变器的工作损耗,同时也会带来电流谐波畸变较大的问题,因此需要采用特殊的优化脉冲调制策略.研究了一种二极管箝位三电平逆变器(three-level neutral point clamped,3L-NPC)在低开关频率运行下的电流谐波最小脉宽调制(current harmonic minimum pulse width modulation,CHMPWM)分段同步调制方法.通过理论计算得到分段同步调制方案,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)和序列二次规划(series quadratic programming,SQP)算法求取开关角,最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及CHMPWM性能的优越性.     

混合型模块化多电平换流器的改进载波移相控制策略

基于半桥子模块和全桥子模块组成的子模块混合型模块化多电平换流器桥臂不仅具备直流侧故障自愈能力,而且具有更高的设备利用率和更低的功率损耗特性,提出一种适用于换流器输出电平数较少的该类子模块混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的改进载波移相控制策略。该控制策略将载波移相调制和基于排序的传统子模块电容电压均衡方法相结合,采用附加控制器维持半桥和全桥子模块阀段间电压平衡,并在PSCAD/EMTDC中搭建子模块混合型MMC仿真模型。研究结果表明:所提出的改进载波移相控制策略是可行和有效的,采用附加控制器可维持半桥和全桥子模块阀段间电压平衡,有效避免最近电平逼近调制(nearest level modulation,NLM)应用于电平数较少换流器带来的谐波问题,提高波形质量,适用于子模块数量较少的低电压场合。     

模块化多电平变流器输出电流谐波抑制策略

最近电平逼近是模块化多电平逆变器(MMC)常用的调制方法之一,当模块数偏少,或者调制电压过低时,输出电流会产生畸变.从原理上分析了MMC输出电流谐波畸变产生的原因,然后提出了一种抑制MMC输出电流谐波的控制方法.该方法对输出电流进行分频提取后通过PI调节器得到反相谐波电压,最后将反相谐波电压叠加到调制电压上获得总的参考电压.所提出的方法简单可行,易于实现.仿真分析和实验结果表明,采用本文所提出的方法,模块化多电平变流器输出电流的畸变得到较好的抑制.     

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.     

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。     

两单元五开关逆变器的倍频调制及功率平衡方法

为了解决传统两单元级联H桥在正负反向层叠载波移幅脉宽(POD-PWM)调制策略下,存在输出电平数少且谐波含量高的问题,提出了一种两单元级联H桥九电平五开关逆变器新型拓扑结构和改进型POD-PWM倍频调制策略.为了消除两个单元之间功率不均衡的问题,在改进型POD-PWM倍频调制策略的基础上,采用1/2输出电压周期循环交换两个单元开关管驱动信号的方法.仿真及实验研究证明了上述理论分析的准确性和切实性.     

基于重心重合原则的数字化多电平SPWM方法

针对多载波正弦脉宽调制(SPWM)方法的不足,提出了一种数字化重心重合SPWM(CSSPWM)方法。先将参考正弦信号的第一个1/4周期分为若干等份,在每一个等份中用面积相等、重心重合的凸形波代替原参考信号。该方法不受拓扑结构和多电平逆变器输出电平数的约束,适用于所有的多电平逆变器。以五电平逆变器为例,对多电平逆变器的CSSPWM方法进行了仿真和实验研究,结果证明了该方法具有较小的总谐波畸变和较高的基波控制精度。     

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。     

基于移相调功的三电平超音频感应加热电源

多电平逆变器用于高电压大功率场合,可有效解决单只功率开关器件电压及电流定额受限的难题.基于这一优点,设计了适用于负载串联谐振的三电平感应加热逆变电源,给出了三电平逆变电源的拓扑结构,并采用PS-PWM(移相-脉宽调制)输出功率控制策略,在有效控制和调节输出功率的同时,改善了输出电压与电流波形的质量.采用PS-PWM控制方法,在器件额定电压确定时可提高1倍逆变器容量,且输出电压和电流的谐波也明显减少.利用PSPICE对25 kHz、540Vdc的超音频感应加热逆变电源的实际工况进行了仿真,理论分析与仿真结果验证了文中提出的三电平逆变器拓扑结构及功率控制策略的正确与合理性.