三相四桥臂逆变器的设计与控制

为了解决不平衡负载影响电能质量的问题,在传统的三桥臂逆变器的基础上采用三相四桥臂逆变器。该逆变器可以在不平衡负荷的情况下,能够有效地抑制不平衡负载电流对电压的扰动,保证输出的三相电压近似对称。为了验证该逆变器控制策略,硬件拓扑结构以及三维空间矢量调制算法的可行性,进行MATLAB仿真。结果表明,三相四桥臂逆变器能够解决在不平衡负载下输出三相对称电压的问题,其功能和三维空间矢量调制策略可行。     

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。     

一种新的可控硅三相全波整流电路分析方法

有关资料中，把可控硅三相全波主回路视为三相半波共阴极与共阳极电路，输出电压由两个相电压叠加，方法繁琐，不直观，而且仅适于电感负载，将主回路三支桥臂，每支作用视为两支，组成三个单相桥对线电压进行可控整流，输出直接与线电压有关，方法简单，明确，适于任何负载，并且容易画出输出波形和设置触发角。     

三相四桥臂并联逆变器的零序电流建模与控制

针对三相四桥臂逆变器直接并联时的零序电流控制问题,通过建立直接并联三相四桥臂逆变器的桥臂平均模型,推导出零序电流的动态平均模型,揭示了系统中零序环流的形成机理.基于常用的载波正弦脉冲宽度调制(SPWM)方法,提出了基于第四桥臂电流闭环的直接并联三相四桥臂逆变器零序电流控制方法,从而抑制了两组直接并联逆变器第四桥臂中线间的零序环流.仿真和实验结果表明,所提出的控制方法能有效解决直接并联三相四桥臂电压源逆变器间的零序环流控制问题,可为微电网中大功率新能源发电并网逆变器的并机扩容提供技术保障.     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

空间矢量控制的三相四桥臂逆变器建模与硬件实现

在三相负载不平衡时,传统逆变器无法控制三相输出电压达到平衡状态,因此运用三相四桥臂结构控制零序电压和电流来应对不平衡负载。通过对三相输出电压进行解耦,并增加了电压和电流的双环控制,使得空间矢量调制(SVM)对逆变器控制的稳定性增强,提高了动态响应特性,运用Matlab/Simulink进行建模仿真,分模块搭建了仿真模型,仿真达到了预期应对不对称负载和负载突变的效果,并结合仿真模型算法部分编写了DSP程序,实验观察SVPWM波形,验证了算法的合理性和有效性。     

四桥臂逆变器的快速三维SVPWM算法

提出了四桥臂电压型逆变器的一种新型三维空间电压矢量脉冲宽度调制(SVPWM)快速算法, 该算法仅利用三相参考电压和简单的运算即可直接判断出矢量所处的四面体并计算合成矢量的作用时间, 克服了常规算法中坐标变换导致的计算复杂、耗时长的缺点. 分析了所提三维SVPWM算法与逆变器时域控制方程解、四桥臂正弦脉冲宽度调制、四桥臂二维SVPWM三种调制方法间的关系, 指出这四种方法具有统一的矢量作用时间模型. 文中还分析了采用三维SVPWM时逆变器的电压利用率,给出了基于所提算法和其它3种调制方法的四桥臂逆变器仿真结果.该结果显示了算法的正确性和有效性, 证明了几种调制方法是完全等效的.     

电压空间矢量(磁链追踪)PWM控制研究与仿真

为了提高电机的功率因数,降低开关损耗,基于气隙磁通控制原理,以电磁量组合来逼近圆形磁链轨迹,而电压矢量的选择对应不同开关模式,因此构成电压矢量控制ＰＷＭ逆变器。利用Ｃ语言仿真,该法输出电压较一般ＳＰＷＭ逆变器提高１５％,每次状态切换只涉及一个元件,开关损耗降低,且模型简单,适用于各种ＰＷＭ调速装置。     

三相四线逆变器快速三维SVPWM算法及几种调制方法间的等效性

提出了一种三相四桥臂电压型逆变器的新型三维空间矢量快速算法, 仅利用三相参考电压和简单的运算即可直接判断出矢量所处的四面体并计算合成矢量的作用时间, 克服了常规算法中坐标变换导致的计算复杂, 耗时长的缺点. 分析了所提3D-SVPWM算法和逆变器时域控制方程解、四桥臂SPWM、四桥臂二维SVPWM三种调制方法间的关系, 指出了四种方法具有统一的矢量作用时间模型. 分析了采用3D-SVPWM时逆变器的电压利用率. 给出了基于所提算法和其它三种调制方法的四桥臂DC/AC逆变器的仿真试验结果, 该结果显示了算法的正确性和有效性, 验证了等效性的结论.     

基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究

为解决三相四线制不对称电网系统中的谐波污染问题,本文提出了一种应用于三相四桥臂有源电力滤波器（APF）的控制方法。该方法在T采样时刻预测出T＋1时刻的网侧电压和逆变器输出电流值,并根据建立的系统数学模型计算出T＋1时刻的参考电压值,然后利用三维电压空间矢量调制得出主电路的控制信号,驱动主电路输出补偿电流以达到消除谐波的目的。此方法能有效降低采样、计算环节带来的延时,具有直流电压利用率高,系统动态响应好的优点。仿真实验证明了该方法的可行性。     

电机驱动系统PWM逆变器故障诊断

电机变频调速系统中,逆变器是故障高发的薄弱环节。设计一种基于小波包分解和RBF神经网络的三相电机驱动系统PWM逆变器故障诊断模型,利用小波包变换提取三相PWM逆变器故障信号特征向量,并将其作为RBF神经网络的输入量;采用狼群—模拟退火算法优化RBF神经网络的结构和参数,利用32组学习样本和6组测试样本分别训练和检验RBF神经网络。仿真实验分析表明,该方法用于三相电机驱动系统PWM逆变器开路故障的诊断,速度快、准确率高。     

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.     

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...     

基于新型前馈补偿的电压源型逆变器研究

研究了三相电压源型逆变器输出电压控制,分析了逆变器的非线性扰动和等效滞环继电器模型,提出了补偿量在线可调的前馈补偿控制系统模型.利用搜索控制器(SC),在给定电压不变条件下,通过消除不同开关频率定子电流基波幅值的差,在线确定由死区、电力半导体器件导通关断时间产生的脉宽误差.将功率开关和续流二极管通态电阻视为负载阻抗的一部分,将导通阀值产生的逆变器输出电压误差折算为等效的脉宽误差,并进行了补偿.最后利用合众达DSP F28335模拟器进行了实验,比较了脉宽误差补偿前后得到的定子电流波形,结果表明,该方法有效地消除了脉宽误差,抑制了死区效应.     

三相逆变电源在不平衡负载条件下的控制研究

三相输出电压对称是对三相逆变电源的重要要求之一,在三相逆变电源中,输出电压不对称主要是由于三相负载的不平衡引起的.本文基于对称分量法和叠加原理对三相逆变电源在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行了系统的分析,得到了输出电压正、负、零序分量不同的补偿特性.设计了一个简单可行的同步正负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载引起的逆变电源输出电压畸变,保证了逆变电源在任意不平衡负载下均能维持三相平衡的输出电压.论文最后通过Matlab仿真结果验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性.     

基于Matlab的SPWM电压型逆变器的谐波分析

PWM电压型逆变器接入电网时将引起谐波,从而影响电能质量,对其进行研究具有十分重要的意义,根据SPWM的基本原理与傅里叶级数理论,建立了SPWM电压型逆变器输出波形的数学模型.通过理论分析与计算,得到了输出谐波在变频变压过程中的分布规律,利用matlab进行了仿真,得出了“变频将引起谐波分布中心的迁移”、“变压将引起谐...     

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.     

基于电压残差的三相逆变器故障诊断

针对三相逆变器开路故障诊断问题,研究了一种具有动态参考量的电压残差故障诊断方法。利用逆变器闭环控制系统现有的相电压采样信号,将延迟一个周期的相电压波形作为动态参考,与当前的相电压信号进行比较得到电压残差波形,通过设置合理的故障检测阈值,实现逆变器开关管开路故障的准确诊断。仿真结果验证了该方法具有抗不平衡负载和负载突变干扰的能力,且诊断时间小于一个周期,具有容易实现、无需增加硬件的优点。     

基于Sugeno-Mamdani模糊模型的电流跟踪型光伏并网逆变器

针对并网光伏逆变器对于输入量变化大、控制算法复杂,开关频率大而导致逆变器发热的问题,提出一种分段控制策略.利用模糊控制算法对输入变化不敏感的特点,设计一种输出PWM控制信号变化较小的逆变器,从而减小开关器件的负荷达到提高逆变效率的目的.设计采用分段控制当输出误差很大的时候使用sugeno模型,当输出误差较小时使用mamdani模型,该文中以单相全桥逆变电路为例,给出详细的仿真分析,仿真结果表明,设计的逆变器与传统控制方法相比,具有稳定性好、抗扰动型强、开关频率低等优势,输出电流的总谐波失真(THD)为1.73%,能够与并网电压达到同频,输出功率因素非常接近1,达到了系统并网发电要求.     

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%。