基于混合非零矢量的电压源逆变器FCS模型预测共模电压抑制方法

常规基于有限控制集模型预测控制的电压源逆变器共模电压抑制方法每个控制周期仅使用一个非零电压矢量因而其电流谐波较大,为此提出一种改进的基于双非零矢量的电压源逆变器有限控制集模型预测共模电压抑制方法。首先,为减小计算负担,设计一种基于电压预测的有限控制集双非零矢量模型预测控制方法;然后,分析死区和延时对所提双非零矢量预测控制的影响,并进一步进行改进,从而最终得到一种混合非零矢量模型预测共模电压抑制方法。该方法既可将共模电压完全限制在直流电压的六分之一以内,又可减小电流畸变率。仿真和实验结果验证了其有效性。

损耗均衡分布的低耗逆变器模型预测控制研究

针对传统的模型预测控制所存在的开关频率较高、逆变器损耗较大,而使开关器件的结温升高,系统故障率增加的问题,文章提出了一种低损耗且损耗分布均衡的并网逆变器模型预测控制方法。该方法在每个采样周期内的预选矢量集包含4个电压矢量,其中2个零矢量和2个相邻的非零矢量,降低了开关频率,减小了逆变器损耗,且不影响电流控制。文章还通过仿真建立了逆变器损耗模型,验证了所提方法的有效性。

IGBT瞬态短路失效分析及其有限元热电耦合模型研究

针对传统热网络模型不适用于IGBT短路情况下结温测量的问题,通过现场瞬态短路破坏性试验,在分析现场瞬态短路情况下IGBT失效机理的基础上,界定了IGBT短路失效时的临界能量值,发现了临界能量值在不同初始温度和不同母线电压情况下的演化规律,并建立了有限元热电耦合模型.结果表明,随着直流母线电压、初始温度和电流密度的增加,IGBT的短路维持时间和临界能量值会大幅度减小,而IGBT发生失效的临界温度点与初始温度的大小无关;在短路过程中IGBT失效前热量的传递仅达到焊料层,且短路瞬间其结温最高点分布在耗尽层的边界处.

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。

电压源逆变器混合多矢量预测共模电压抑制方法

近年来,为了减小共模电压对电压源逆变器的影响,模型预测共模电压抑制方法得到广泛研究。然而,常规的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法每个控制周期仅采用一个非零电压矢量作用,导致其电流谐波较大。为此,提出了一种混合多矢量模型预测共模电压抑制方法。首先给出了所提多矢量模型预测共模电压抑制方法的实现原理。其次详细分析了死区和电流纹波对共模电压的影响,并进一步对所提多矢量法进行改进。改进的方法在电流扇区7内使用单个非零电压矢量作用,而在其他扇区内使用多个非零电压矢量作用,从而不仅可以完全将共模电压限制在±Vdc/6之内,而且可以减小电流的总谐波畸变率。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

高效电压源逆变器双矢量模型预测电流控制

针对传统单矢量模型预测控制负载电流总谐波畸变率大与调制模型预测控制方法开关频率高、功率损耗大的问题,提出一种改进的双矢量模型预测电流控制方法。首先,给出传统的双矢量调制模型预测电流控制方法。其次,在传统的双矢量调制模型预测电流控制方法的基础上,通过优化电压矢量选择,每个控制周期内预选4个电压矢量组合进行目标函数优化,减少了功率开关管在大电流处频繁的开关动作,降低了开关频率和功率损耗,从而提高了逆变器的运行效率。然后,分析目标电压矢量对所提方法的影响,并通过向目标电压中增加参考电流分量,虽然在一定程度上影响了电流控制精度,但进一步提高了所提方法对减小损耗的效果。最后,仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。