基于3D-SVPWM的三电平电网模拟装置的研究与仿真

传统三电平空间矢量调制算法计算烦琐,需占用大量资源,大大降低了系统的性能。提出三维空间矢量调制技术对三电平电网模拟装置进行控制,首先针对三电平二极管中点钳位式变流器的三维空间矢量调制算法进行了研究,然后对三维坐标系进行矢量建模计算,最后基于MATLAB进行仿真,从而验证了该方法的可行性。

露天矿山三相四线供电3D-SVPWM谐波补偿技术

提出一种四桥臂电网的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)谐波补偿方法。在建立三相四桥臂APF拓扑结构及数学模型的基础上,采取分类算法对参考电压矢量所处区域进行判断分析,并根据中间变量的线性组合直接获取基矢量的作用时间。最后,基于片上系统(SOC)的四桥臂APF样机进行算法验证,结果表明所提3D-SVPWM控制方法满足调制度约束、总谐波抑制、动态响应等关键性能指标,验证了3D-SVPWM技术应用于露天矿山电能补偿系统的可行性和有效性。

三相三线三电平有源滤波器的优化3D-SVPWM法

三相三线有源滤波器(APF)由于没有中性线,一般不考虑零序分量,通常采用二维空间矢量调制法(2D-SVPWM),然而造成中性点电压偏移,使开关管电压应力加大。提出用三维空间矢量调制法(3D-SVPWM)对三相三线三电平有源滤波器进行调制,控制零序分量保证中点电压稳定,间接控制直流侧电容电压的平衡。通过对3D-SVPWM法开关时间进行归纳,发现开关时间只需根据参考矢量所在的相位划分成12个扇区进行计算。因此可以去除子扇区的划分,简化了3D-SVPWM的运算时间,同时消除子扇区划分误差。仿真与实验证明,采用所提出的优化3D-SVPWM法不但补偿谐波效果好,直流侧电容电压也较平衡。

三电平逆变器简化3D-SVPWM策略研究

为了进一步简化SVPWM控制扇区判断及矢量时间的分配计算,文章针对三电平逆变器提出一种新型基于3D-SVPWM调制策略的简化调制策略。该策略直接由三相电压控制量计算出三相占空比,省去了参考电压矢量的扇区判断过程,极大地简化了运算过程。通过在Matlab/Simulink下进行仿真实验,验证了该简化策略能在保证输出性能的前提下,尽可能地优化计算过程,减小算法的复杂度。

两电平四桥臂变流器3D-SVPWM的空间矢量调制策略

在两电平四桥臂逆变器空间矢量调制算法中,电压矢量的轨迹由二维空间拓展到三维空间,算法复杂程度大大增加。该调制算法将分解为几个步进行:首先,确定合成参考电压矢量所对应的三个基本矢量。然后,确定三个基本矢量的各自作用时间,即每个矢量对应的占空比。进而确定三个基本矢量对应的开关状态。最后,确定开关状态的输出次序以及各项输出电平的作用时间。

三相四桥臂混合五电平逆变器及其3D-SVPWM算法

混合型多电平逆变器可以用较少的开关器件输出更多的电平,常被应用于中频逆变器领域,与传统逆变器相比,具有体积小、成本低和效率高等优点。一种新型的三相四桥臂混合式五电平逆变器拓扑及其abc坐标下的空间矢量脉宽调制(SVPWM)优化算法被提出,通过将直流端3个电容器的电压按1∶2∶1的比例调整,可实现输出线电压的9个电压等级,精简了电路结构,降低开关管应力。最后,所提结构和3D-SVPWM算法的仿真和实验结果验证了该方法的性能。

基于3D-SVPWM的APF控制策略研究

基于p-q-r空间坐标变换的基本思想,采用三相对称单位正弦电压替代电网畸变电压,由此构建出改进的正序分量矩阵,对p-q-r法在电网不平衡及畸变时的检测原理进行了改进。结合改进的p-q-r谐波检测法,采用3D-SVPWM调制方法,对电容中点式APF进行了建模及仿真,详细论述了3D-SVPWM策略中零矢量方向的判断方法。以DSP2812为控制器搭建了实验平台,验证了该系统的正确性。

基于NPC的3D-SVPWM整流调制策略

为了优化三电平全功率变流器的调制策略,在二极管中点钳位型变流器NPC的基础上,分析了NPC的空间矢量脉宽调制SVPWM算法,并在该算法的基础上将二维αβ空间矢量转换到三维立方体空间矢量,分析NPC的三维空间矢量脉宽调制3D-SVPWM算法,运用PSIM仿真软件对NPC变流器整流部分进行了仿真。仿真结果验证了在NPC使用3D-SVPWM调制策略的有效性。

四桥臂有源滤波器的三电平3D-SVPWM控制策略研究

四桥臂有源滤波器(active power filter,APF)采用传统无差拍控制策略,动态性能好但控制精度差。重复控制动态性能差但控制精度好,两者结合可有效解决单独运用存在的缺陷,电流环采用无差拍重复控制保证响应速度与控制精度。传统三电平3D-SVPWM调制过程繁杂,提出将三电平空间矢量分解为两电平结构,进一步利用简化的两电平调制策略进行脉宽调制,提高APF效率。通过在MATLAB/SIMULINK中建立仿真模型,验证控制策略的正确性。

三相四线制有源滤波器的三电平3D-SVPWM简化控制策略研究

三相四线制三电平有源滤波器(Active Power Filter,APF)系统采用传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)控制策略运算复杂,通过简化控制策略提高系统的实时性,进行了推导简化传统3D-SVPWM的策略。简化的3D-SVPWM调制算法,减少运算步骤,由abc坐标系中的参考电压直接得到矢量的作用时间,省去了坐标系换算及扇区和小扇区的判断。通过在MATLAB下进行仿真实验,验证了所提算法的可行性。采用简化控制策略,在达到传统控制策略效果的同时,提高了系统的实时性、经济性,在工程领域有很大的意义。简化控制策略可运用于三相四线制三电平有源滤波器系统,且效果良好。

三电平3D-SVPWM与CBPWM的一致性研究

空间矢量调制法与载波调制法常用于电机控制与电力电子装置控制。空间矢量调制法在多电平时计算复杂,而载波调制法简单易懂。论文以三电平三相四线有源滤波装置为研究对象,通过建立数学模型,分别计算三维空间矢量(3D-SVPWM)与载波调制的开关作用时间。通过对比发现,三电平3D-SVPWM的开关时间与同相层叠载波调制的开关时间一致,通过仿真实验分析验证推理的正确性。结果表明可以用同相层叠载波调制法代替采用邻近开关矢量拟合的三电平3D-SVPWM调制。

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。

四桥臂三电平逆变器3D-SVPWM调制策略

针对四桥臂三电平中点钳位型逆变器传统的复杂三维空间矢量脉宽调制算法和中点电位不平衡问题,提出了基于分解思想的3D-SVPWM调制策略和基于电荷守恒的中点电位平衡算法。该调制策略将αβγ坐标系下四桥臂三电平逆变器电压矢量空间分布在αβ平面上的投影分解为两电平结构进行分析,并利用两电平的调制策略实现对参考电压矢量的调制;提出的中点电位平衡算法,根据电荷守恒原理调整冗余矢量的作用时间实现对中点电位的控制。与传统的调制策略相比,所提调制策略极大地简化了运算过程,并且实现了直流侧上下电容电压平衡。仿真和实验验证了本文所提策略的正确性。

基于3D-SVPWM调制的混合型有源电力滤波器的研究

混合型有源电力滤波器(APF)将有源滤波技术和无源滤波技术混合使用,无源滤波器用以滤除谐波源中的一些特征谐波,而有源滤波器则用来提高和完善总体的效果。混合型APF采用基于三维空间矢量调制的电压前馈解耦控制策略,其动态响应快、抗干扰性能好、补偿性能优越。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台及实际工程应用验证了混合型APF的补偿效果明显,整体性能较好。

消除偶次谐波的三相四桥臂逆变器3D-SVPWM策略

针对三相四桥臂逆变器常用的a-b-c坐标系下的3D-SVPWM策略,首先阐述了简化计算的方法,然后提出一种能够消除偶次谐波的改进型方案。此方案分析了常用3D-SVPWM的偶次谐波产生机理,通过改变传统九段式开关矢量的作用顺序,使得逆变器的输出电压半波奇对称,从而消除偶次谐波。用Matlab/Simulink仿真验证了该方案的正确性。

基于3DSVPWM调制的三相四线制有源滤波器仿真研究

详细推导了3D-SVPWM空间调制技术,介绍了三维空间中电压矢量的分布以及空间矢量脉宽调制的实现方法。利用MATLAB/Simulink构建了电容中点式有源滤波器的补偿模型。对建模过程中的难点给出了必要的说明,最后分析仿真波形验证了3D-SVPWM控制策略的有效性。

一种基于3D SVPWM调制的三相四桥臂逆变器控制方法

针对三相四桥臂逆变器控制系统,基于旋转坐标变换建立了系统模型,提出了一种正负零序分量解耦的控制方法,该方法可以减小三相不平衡负载下的输出电压不平衡度,并且对3D SVPWM发波方式做了简化,使得更有利于工程化实现。通过仿真和实验结果验证了该方法的正确性。

基于T型三电平拓扑的新型电能质量补偿器

针对三相四线制配电系统,提出一种基于T型中点箝位型三电平逆变器技术的新型电能质量补偿器拓扑,并简要介绍了新型电能质量补偿器的工作原理。详细分析了新型电能质量补偿器逆变器直流侧电压波动的成因,以及采用传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)算法时系统侧出现不平衡电流和谐波分量的根本原因,并提出改进调制算法来解决该问题,即通过分别处理直流侧正、负极电压调制比,并按比例分配补偿时间进行中点平衡控制。在MATLAB/Simulink平台上的仿真结果表明,所提改进调制算法通过简单的控制策略,可同时实现无功补偿、谐波抑制及不平衡治理,且补偿效果良好。

四桥臂变流器新型三维空间矢量脉宽调制策略

四桥臂有源电力滤波器开关状态多,电压调制复杂,为了简化调制算法,提出新型三维空间矢量脉宽调制(three-dimensional space vector pulse width modulation algorithm,3D-SVPWM)策略。基于分类算法,对变流器三相相电压进行线性运算,获取中间变量并比较,得到最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在三棱柱;根据参考电压矢量在αβγ坐标系下的分量与相邻平面的关系,判断其所在四面体;基矢量的作用时间根据中间变量的线性组合直接获取。针对参考电压对称无畸变及含有谐波两种情况进行了仿真和实验验证,结果表明所提算法均能调制得到与参考电压吻合的输出电压,证实了新型3D-SVPWM算法的正确性和可行性,且该调制算法直接根据中间变量进行三棱柱判断和时间计算,实现简单,计算量小。

新型三维空间矢量脉宽调制在三相四线系统中的应用

提出了一种应用于三相四线系统的三维空间矢量脉宽调制 (3DSVPWM)方法。介绍了三维空间中电压矢量的分布以及空间矢量脉宽调制的实现方法。与以往基于二维算法的空间矢量脉宽调制不同 ,在三维空间矢量调制中 ,有 8个不同的空间电压矢量对应于 8组开关模式 ;零矢量的作用也不再局限于减小开关损耗、优化开关序列 ,还可以用来补偿中线电流。这种新型的空间矢量脉宽调制方法被用在三相四线系统中的并联电能质量补偿设备中 ,用来控制一个三桥臂逆变器 ,实现对电流谐波和中线电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果 ,并与传统滞环控制方法的实验结果进行了比较 ,验证了该方法的正确性 。