一种三电平中性点钳位逆变器中点电位控制算法

针对电力牵引三电平中性点钳位(NPC)逆变器系统,首先分析了因调制算法引起的中点电位振荡现象。然后分别比较两种传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法对中点电位振荡及负载电流总谐波畸变率(THD)的影响;在此基础上,以中点电位平衡控制和最小负载电流THD含量为目的,提出了一种基于中点电位环宽控制的SVPWM算法。最后,通过MALTAB/Simulink软件仿真和dSPACE半实物平台实验研究,对3种调制算法下中点电位及负载电流THD值进行对比分析。计算机仿真与半实物实验结果表明,中点电位环宽控制方法不但能平衡直流侧中点电位,而且能有效地减小负载电流THD含量。

基于新型矢量选择表的电压型三电平中性点钳位整流器直接功率控制策略

在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对瞬时功率的影响,提出一类新颖的三电平NPC整流器DPC策略。该策略将系统直流电压利用率分成若干区域,在每个区域中选择不同的矢量选择表对系统瞬时功率进行控制。此外,通过合理选择DPC策略矢量表对应的开关状态,解决了三电平NPC整流器直流电容电压不平衡问题。最后,针对某些直流电压利用率区间内系统瞬时无功功率存在非正常波动问题,分析其产生原因,并通过添加过渡扇区及与之对应的矢量选择表格,对系统瞬时无功功率的非正常波动进行修正。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

三电平中性点钳位整流器模型预测电流控制算法

将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下三电平中性点钳位整流器的预测模型,结合电压空间矢量等效变换的原理,求出三电平中性点钳位整流器的参考输出电压矢量,判断其所在扇区,从而选择该扇区最优电压矢量所对应的开关状态直接作用于整流器。同时,针对该算法在实际应用中容易产生计算时间延迟现象,引入拉格朗日外推法,得到具有延时补偿的控制策略。最后,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。

一种三相双输出有源中点钳位型三电平变换器

该文基于有源中点钳位型三电平变换器(ANPC-TLC)结构,通过每相增加两个开关管形成一种具有两组三相交流电压输出端口的双输出有源中点钳位型三电平变换器(DOANPC-TLC)拓扑。该文详细介绍DO-ANPC-TLC的拓扑结构,对其工作原理进行分析,研究其不同开关状态下的电流路径、输出相电压电平和各开关的电压应力。针对DO-ANPC-TLC结构特点及工作原理,应用一种双输出虚拟空间矢量脉宽调制(DO-VSVPWM)方法,能够独立控制两组交流输出,并保持直流链路电容电压平衡。为了进一步简化控制过程,研究一种基于载波的简化双输出虚拟空间矢量脉宽调制(CB-VSVPWM)策略,在器件损耗和总谐波畸变率(THD)方面,对所提出DO-ANPC-TLC的性能进行分析。实验结果验证了所提拓扑的可行性和调制策略的有效性。

基于SHEPWM的三电平NPC逆变器中点电位平衡控制算法

以三电平中性点钳位型(NPC)逆变器为对象,提出基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的中点电位平衡控制算法。首先介绍空间矢量脉宽调制中点电位平衡原理与SHEPWM开关角求解模型,然后分析三相SHEPWM波形在不同调制度下对应的开关矢量序列和作用角度,基于此设计了三种冗余矢量调整方案,最后通过检测负载电流与中点电位,由中点电位滞环控制器和控制逻辑组合作用,直接对三相脉宽调制信号进行在线调整,实现中点电位平衡。实验结果表明:不同的矢量调整方案具有不同的中点电位平衡速度、平均开关频率等,但均不影响线电压的谐波消除能力;采用中点电位三级滞环控制器可兼顾中点电位平衡、波形对称、共模电压幅值,且不增加器件开关次数。

单级升降压型NPC逆变器中性点电压平衡控制方法

三电平中性点钳位(NPC)逆变系统研究的主要问题是直流链电压增益的范围较窄以及中性点电位不平衡。中性点电位不平衡将造成输出波形含有低次谐波,以及电容、开关承受不平衡电压,导致其使用寿命下降。本文提出一种Buck-Boost三电平NPC逆变器中性点电压平衡的控制策略。采用该方法逆变器可有效输出平衡的直流链电容电压。Matlab/Simulink仿真和实验证明了所提方法的有效性。

ANPC三电平换流器高效电磁暂态建模仿真方法

在ANPC(有源中性点钳位型)三电平换流器小步长实时仿真研究中,现有电磁暂态建模方法在模型精度、计算效率、仿真规模等方面存在不足,为此,提出一种高效电磁暂态仿真模型。该模型基于ANPC三电平桥臂的离散化伴随电路,通过WARD等值理论消去内部节点,构造一个对外等效的多端口诺顿等效电路,替代桥臂进行网络的电磁暂态仿真求解,在不损失建模精度的前提下实现节点降维和仿真提速。在MATLAB/Simulink平台中搭建基于该等效模型的ANPC三电平换流器仿真系统,并与详细模型仿真结果进行对比,结果表明该等效模型能精确仿真稳态和暂态运行工况,并且具有较明显的速度提升。

电压型高压变频器的控制分析与研究

本文对典型的电压型高压变频器———中性点钳位式 (NPC)控制方法进行了分析 ,介绍了PWM矢量控制算法 ,提出了NPC式电压型高压变频器的应用特点。

差分进化算法用于带辅助臂的NPC逆变器PWM调制

为降低三相高压变频系统的总谐波畸变率,采用带辅助臂的中性点钳位型NPC逆变器。该逆变器在三电平NPC逆变器基础上,仅增加了少量的器件,可实现五电平相电压。针对该逆变器输出电平不完全独立的特点,提出一种脉冲宽度调制方法。分析了三相变频系统中Us,Eg,Er的谐波。分别在恒Us/ω、恒Eg/ω、恒Er/ω控制的情况下,采用差分进化算法对逆变器开关时刻进行优化,获得了较好的谐波优化结果。

中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较

对中高压变频器几种常见的主电路拓扑结构进行了分析比较,对不同电路结构的中高压变频器的可靠性、冗余设计、谐波含量及dν/dt等指标进行了深入的讨论,并对中高压变频器的发展方向提出了自己的看法。

四相开关磁阻电机新型T型功率变换器研究

为了扩大四相开关磁阻电机(SRM)驱动系统的输出功率范围,提出了一种新型不对称T型功率变换器。该功率变换器由改进的T型功率变换器和辅助电路构成:T型变换器为多电平电路,可使得电机绕组在多种模式下工作,控制灵活;辅助电路能够使直流侧分压电容在实现直流侧电压钳位的同时用作电机相电流上升及下降期间的电压抬升。对电机不同运行模式进行了详细分析,并对比了所提T型功率变换器与二极管中性点钳位(NPC)功率变换器的效率及成本。对SRM系统进行了仿真研究,结果表明所提新型T型功率变换器可提升SRM系统的转速及功率输出能力,提高系统整体效率,适用于电机高速运行场合。

一种新型的高性能中压电机变频器

介绍一种新型的高性能中压变频器,它能用于普通笼型电机的调速驱动。其输出电压的正弦波特性已经得到电机制造商的检验,与直接供电相比,没有附加的损耗。对于平方律负载如风机和水泵。

高压变频器在电励磁同步电机上的应用

电励磁同步电机具有调速范围宽、过载能力强、功率因数可调等优点,广泛应用于大功率传动领域。为此,介绍了一种中性点钳位型(NPC)三电平高压变频器的系统结构及中性点电压平衡控制策略。采用电流频率(IF)控制和滑模观测器(SMO)相结合的无速度传感器矢量控制策略,控制电励磁同步电机变频起动与运行。MATLAB仿真结果验证了采用所提控制策略的变频器具有良好的起动和运行性能,为高压大功率传动应用领域提供了技术保障。

电化学储能电站NPC三电平变流器仿真建模研究

利用仿真软件及实验设备对中点钳位型(NPC)三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器(PCS)模型,结合储能系统、滤波电路、变压器等形成电站基本结构,并将多台设备并联建立储能电站模型;最后通过dq坐标系全解耦控制策略实现对PCS输出功率的控制,从而实现与电网的功率互动。仿真和实验结果表明,储能电站可迅速切换充、放电工作状态,并准确跟踪目标功率,输出波形良好、畸变率低的并网电压,从而实现对电网的调节。

三电平双模块并联协同特定谐波消除脉宽调制

针对中压大功率并网变流器开关频率低、并网电流谐波大等问题,提出适于中性点钳位型(NPC)三电平双模块并联网侧变流器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)分频段协同控制策略.通过在低频段控制双模块各自输出谐波为零,在高频段控制并网双模块输出总的谐波为零,有效地提高双模块并联系统电流谐波性能.为了抑制器件死区引起的并网电流中5次、7次谐波,引入频率自适应广义积分控制器.该控制器在离散域直接设计参数,避免数字化过程导致控制器性能偏差.仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性、优越性.

20辊可逆冷轧机主传动系统的研究

介绍了20辊可逆冷轧机主传动系统组成,对主传动控制方案选择交-直-交变频调速还是交-交变频调速进行了分析研究,并对主电机采用异步机还是同步机进行了比较。介绍了交-直-交变频调速装置的构成及功能,重点阐述了变频器的功率元件IEGT、主动前端单元、三电平中性点钳位及无编码器PWM矢量控制等新技术。通过现场实际应用展望了交流变频调速系统的发展方向。

一种五电平ANPC变换器的调制技术研究

分析一种带悬浮电容的中性点钳位五电平逆变器的工作原理,针对其在高压时的模块应力和输出电流质量问题,结合最近矢量调制和悬浮电容平衡控制的方案,提出了一种基于平均概念的调制技术,产生所需的交流输出电压,降低功率模块应力的同时降低输出电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)。仿真研究验证了此方案的正确性,最后通过实验结果证明了所提调制技术的有效性。

基于SVPWM的三电平牵引逆变器仿真研究

分析了三电平中性点钳位牵引逆变器的结构及其工作原理。论述了三电平牵引逆变器的SVPWM控制原理,并详细地推导了其算法。在MATLAB/Simulink环境下建立了基于SVPWM控制的三电平牵引逆变器仿真模型,仿真结果表明所建仿真模型的正确性和可行性。

20辊可逆冷轧机主传动系统的研究

介绍了20辊可逆冷轧机主传动系统组成,对主传动控制方案选择交-直-交变频调速还是交-交变频调速进行了分析研究,并对主电机采用异步机还是同步机进行了比较。介绍了交-直-交变频调速装置的构成及功能,重点阐述了变频器的功率元件IEGT、主动前端单元、三电平中性点钳位及无编码器PWM矢量控制等新技术。通过现场实际应用展望了交流变频调速系统的发展方向。

东芝三菱中压变频器在煤制氢隔膜泵上的应用

本文介绍煤制氢工艺中TMEIC中压变频器在煤浆输送泵中的使用和特点。