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.     

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.     

混合级联 H 桥低压单元功率均衡策略

目的 三单元直流侧电压比为 1 ∶ 1 ∶ 2 型的混合级联 H 桥逆变器,在采用传统调制策略下,虽能够输出较好的 电能质量,但逆变器低压单元在全调制度下会存在输出功率不均衡的问题,基于此,提出一种新型调制策略。 方法 基 于传统的混合频率调制策略,首先对低压单元第二层载波进行重构,并利用重构后的载波特性为低压单元提供逻辑信 号;其次通过对两个低压单元的脉冲信号进行逻辑运算控制,以获得低压单元功率开关器件的实际驱动信号,实现对 低压单元脉冲信号的重新分配;为减少逆变器高压模块的开关损耗,对高压单元采用阶梯波调制方法。 结果 仿真结 果表明:新型混合调制策略可以解决逆变器在全调制度下低压单元输出功率不均衡的问题,并且通过实验验证了新型 调制策略可使低压单元输出功率达到近似 1 ∶ 1 的效果;仿真分析表明:采用新型调制策略的逆变器总谐波畸变率 (Total Harmonic Distortion,THD)值有所降低。 结论 新型调制策略能够减少载波数目,均衡开关损耗,并且在保留传统 混合频率调制优势的基础上,降低逆变器的 THD 含量,提高逆变器的电能输出质量,同时在两个载波周期内解决了低 压单元全调制下输出功率不均衡的问题。     

基于载波循环的混合级联逆变器功率均衡调制策略

以电压比为1∶1∶2的混合H桥级联九电平逆变器为研究对象,提出了一种基于载波循环的混合调制策略。一方面,该策略可以使得逆变器中每个单元输出的电压极性相同,从而解决了电流倒灌问题和改善了输出电压质量;另一方面,该策略通过1/4输出周期载波交替循环的方法,实现了两个低压单元之间的功率平衡,从而提高了逆变器的使用寿命和降低了逆变器的维护成本。最后,通过仿真验证了该策略的正确性和有效性。     

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。     

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...     

一种级联H桥三电平整流器脉宽调制方法研究

以两个功率单元级联为例,提出了一种适用于单相级联H桥三电平整流器脉宽调制方法。以减小功率器件的开关频率和保证直流侧电容电压平衡为控制目标,对该三电平变流器运行于整流工况进行了详细分析。优化选择了输出矢量作用顺序,并进行了仿真和实验验证。该方法具有算法简单、易于数字实现和通用性好的特点。仿真和实验结果验证了本文所提调制方法的正确性和有效性。     

基于混合级联单元的链式SVG的研究

通过对两种主要混合级联多电平逆变结构分析,提出了将直流电压为1E-2E的2H桥-2H桥混合级联七电平单元作为链式SVG主电路基本功率单元,并采用分段载波层叠式PWM控制法和单极倍频三角载波移相SPWM控制法对其进行控制,以改善链式SVG的性能,最后通过MATLAB软件中的SIMULINK进行仿真验证.     

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。     

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。     

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.     

级联三相光伏逆变器的虚拟磁链直接功率控制策略

针对三相线电压级联的拓扑应用于光伏并网问题,提出一种改进型虚拟磁链直接功率控制策略(VF-DPC)。通过模块化级联系统的等效模型,分析系统整体的等效开关状态,在网侧采用改进型虚拟磁链观测器抑制直流偏移,得到光伏并网系统功率,在直流侧通过光伏最大功率跟踪(MPPT)得到功率参考值。然后根据系统稳态矢量图进行建模,设计解耦功率控制器,并且为了输出多电平的同时固定开关频率,结合载波移相和空间矢量实现移相空间矢量调制(PSSVM)。以3个模块级联为例,通过Simulink仿真验证本文所提策略的有效性。研究结果表明:本文所提策略是有效的;省略网侧电压传感器,也能保证光伏无需升压装置灵活应用于三相线电压级联并网场合;级联三相光伏逆变器在输出五电平电压的同时,以单位功率因数并网,达到额定输出最大功率4 667 W,并网电流谐波总畸变率仅为2.01%,而且模块化级联系统更具有工程实现价值。     

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。     

级联型多电平变换器单元电路控制策略仿真

针对级联型多电平变换器需要四象限运行的工况,提出以双H桥的电压胞拓扑作为多电平变换器单元电路的方案。其前H桥为整流器,采用滞环电流控制策略实现直流电压稳定和近似单位功率因数的双向能量流动;后H桥为逆变器,采用载波相移SPWM技术。通过建立整流器的滞环电流控制模型和三单元级联多电平逆变器相移技术控制模型,对变换器进行双向能量传输运行的过渡过程分析和逆变器输出级联电压波形分析。仿真结果表明该拓扑及控制策略满足四象限运行要求。     

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％．     

串联H桥多电平变频器单元故障时的控制方法

为了提高串联H桥高压变频器在单元故障时的容错能力,在深入分析了H桥单元故障时对多电平系统电压矢量影响的基础上,提出了调整开关状态控制方法。该方法不但可保证电机的对称运行,而且与故障时目前所采用的传统控制方法相比,在大多数故障方式下,还可提高输出合成电压矢量的幅值,减少故障对系统的影响。文中以串联H桥七电平矢量控制系统为例进行了分析,给出了调整开关状态控制方法的详细计算公式和计算结果。仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。     

基于优化补偿控制的动态电压恢复器数字系统设计

针对传统的补偿控制策略存在相位失真、有功功率消耗大的问题,提出一种优化补偿控制策略.该策略通过注入动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)有功功率的大小来优化直流侧电压的调节量,并对优化补偿策略的补偿特性进行系统分析;针对逆变单元输出受到非线性和冲击性负载扰动的问题,建立了一种混合级联H桥多电平逆变拓扑,分析其结构及工作原理,完成了多电平DVR数字系统的设计,包括软硬件的设计.在Chroma6590可编程交流电源上模拟电网电压,并在该系统上进行并网补偿试验.仿真与试验结果表明,所设计的DVR系统补偿效果很好,能够实现装置输出有功功率最小并延长补偿时间,有效减少输出谐波.     

一种用于抑制无刷直流电机电流波动的PWM调制方式

针对无刷直流电机在传统半桥调制方式下电流波动问题,提出一种改进型PWM调制策略.首先,对传统H_OFF-L_PWM调制方式进行了详细的分析.其次,为减小H_OFF-L_PWM调制方式下的电流波动,提出了一种改进型H_OFF-L_PWM调制策略.该调制策略通过对非续流区间非导通相的下桥臂开关管进行PWM斩波控制,使得电机...     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.