基于HPWM调制技术的车载逆变器设计

介绍HPWM调制技术工作原理,并基于HPWM调制技术设计了纯模拟控制的大功率车载逆变器。该车载逆变器采用了DC/DC和DC/AC两级变换结构,并且此逆变电源采用了纯模拟方案。阐述了基于HPWM调制技术的车载逆变器的工作原理,给出了实现后级ZVS的条件,对两级变换电路设计进行了详细介绍。实验结果表明,此逆变电源设计合理、运行稳定可靠。

基于HPWM调制的动态电压恢复器最大电平输出特性研究

级联H桥型动态电压恢复器(cascadedH-bridge dynamic voltage restorer,CHB-DVR)可以经济、有效的解决中高压系统中的电压跌落问题。分析了混合脉宽调制技术(hybrid pulse width modulation,HPWM)的调制比与电平数目的关系,给出了级联H桥型逆变器最大电平输出条件下调制比满足的范围。针对CHB-DVR在电网电压跌落程度较低时无法保证最大电平输出的问题,通过分析逆变器最大电平输出时调制比满足的条件,提出了在直流侧电压固定的情况下,基于最小能量补偿采取自动调节负荷参考电压相位角的控制策略。该控制策略在不同电网电压跌落程度下,均能保持逆变器最大电平输出,提高了直流侧电压利用率,充分发挥了级联多电平的优势。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

HPWM控制的变压变频电源

分析了一种基于混合脉宽调制(HPWM)控制的变压变频(VVVF)电源的滤波参数的确定。仿真得出输出电压幅值、THD和电感、电容的关系,确定了滤波参数。通过实验验证了方案的可行性和滤波参数的合理性。

HPWM逆变器两种电流瞬时值反馈方式性能比较

就电感电流和电容电流反馈控制的HPWM逆变器在系统稳定性,外特性,直流输入扰动动态性能,负载扰动动态性能和带非线性负载能力方面进行了对比分析,并通过仿真和实验样机验证了理论分析。

基于HPWM调制的级联H桥型多功能串联补偿器的研究

公用电网欠发达地区的铁路电力电源有时直接利用牵引变电27.5 kV电源,并通过变压器向铁路配电所提供10 kV电源。这样的供电方式存在电压波动大、谐波含量高等严重的电能质量问题,对供电负荷影响巨大。基于此,提出一种基于混合脉宽调制(HPWM)的级联H桥型串联补偿器。该串联补偿拓扑通过采用基波电压控制和谐波电压、电流控制的混合控制策略,同时结合低频和高频优化混合调制方法,在不影响THD的情况下,降低了总开关频率且提高了10 kV侧电能质量。所提拓扑及方法不仅能够实现负载基波和谐波电压的补偿,而且在10 kV侧电压正常或波动时均能够对负载产生的谐波电流进行隔离。同时,基于控制目标对调制信号进行了优化分配,采用HPWM调制在保证较高质量多电平输出波形的同时有利于降低开关损耗。最后,仿真验证了理论分析的正确性。

一种3.5kVA列车辅助逆变器的研制

针对传统逆变器功率开关管的损耗大的问题,以及在非线性负载下的响应慢的缺点,提出采用混合脉宽调制(HPWM)方式,结合电流内环、电压外环的控制算法。使逆变器的开关损耗大大减小、动态性能明显改善,并减少逆变输出电流谐波。研制了一台3.5kVA的列车辅助逆变器工程样机,系统结构采用两级变换,前级斩波升压(Boost)方式的DC/DC变换、后级DC/AC逆变变换,整个控制系统基于DSP数字技术。运用以上控制方式经MATLAB仿真和试验,结果表明该辅助逆变器的电气性能能够满足列车轻负载技术要求,整个控制系统稳定可靠。

HPWM逆变器瞬时值反馈控制技术的研究

本文提出了一种单相HPWM正弦波逆变器瞬时值控制方案。详尽阐明了HPWM控制方式的工作原理,并给出了逆变系统的数学模型,在此基础上分析了系统的稳定性、外特性。仿真和实验结果证明,这种逆变器输出电压有较小的谐波含量,同时具有优良的动态特性。

基于SPWM技术的大功率正弦超声波逆变电源

介绍了与大功率超声波换能器配套的大功率正弦变频电源。逆变器应用SPWM控制技术,采用80C196MC单片机作为逆变的控制核心,对电源的硬件构成、控制方案及软件实现等问题进行了分析。

级联式电力电子变压器混合脉宽调制谐波分析及均衡控制

针对基于级联H桥及隔离双向DC/DC变换器的电力电子变压器,提出一种混合工频和高频调制的混合脉宽调制(HPWM)策略。基于波形合成原理及双重傅里叶积分方法,对5电平级联H桥HPWM输出电压频谱表达式进行了理论推导,并与载波移相调制时输出电压谐波特性进行对比。结果表明HPWM输出电压波形仅含有基波与载波边带谐波,在不增加谐波总畸变率的同时可降低系统开关频率。为解决HPWM时各模块开关模式不对称造成的中间直流电压不均衡问题,提出一种前级级联H桥采用开关函数轮换控制与后级隔离双向DC/DC变换器电压反馈加前馈控制相结合的子模块均衡控制策略,有效确保子模块功率及电容电压处于相同的动态变化范围。仿真和实验结果验证了HPWM谐波分析的正确性及所提控制策略的有效性。

用于电池储能系统的级联式电力电子变压器均衡及协调控制

针对用于电池储能系统的级联式电力电子变压器,提出基于混合脉宽多电平调制的电池均衡及协调控制策略。级联H桥采用混合脉宽调制可实现子模块功率双向独立调节,该策略利用这一特性对各电池单元进行差异化充放电及荷电状态均衡控制,同时保证系统总功率指令要求及网侧低谐波。为抑制混合脉宽调制时各H桥开关函数非线性时变及网侧功率指令变化引起的直流链电压波动,将整流级开关函数及功率指令作为前馈,提出了隔离双向DC/DC变换器的直流链电压协调控制方法。仿真和实验结果表明,所提控制策略可实现电池荷电状态曲线快速收敛及均衡、双向功率高性能控制以及直流链电压纹波有效抑制。

级联式电力电子变压器的主动非均衡功率控制

电力电子变压器是交直流混合配电网的关键设备,为提高级联式电力电子变压器轻载运行效率,文中结合混合脉宽调制技术的非均衡特性,提出一种基于功率主动非均衡控制的效率优化策略。通过输入级级联H桥变换器在混合脉宽调制下的损耗分析以及隔离双向DC/DC变换器的损耗分析,建立了级联式电力电子变压器运行效率模型,据此分析各单元功率非均衡分配以提升整体运行效率的可行性。对混合脉宽调制下各单元功率稳定运行范围进行了推导,并提出适用于系统轻载效率优化的功率主动非均衡控制策略。最后,通过实验对所提控制策略与传统功率均衡控制进行了对比验证,结果表明所提功率非均衡控制可降低轻载条件下的系统损耗,提高电力电子变压器的整体效率。

永磁同步电机驱动控制器和调制方式

详细分析了永磁同步电机(PMSM)的控制方式,建立了速度、电流双闭环的PMSM仿真系统。为解决超调和稳态精度低的矛盾,采用了积分分离式PI控制器。分析了正弦脉宽调制(SPWM)、混合脉宽调制(HPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式的优缺点,并对它们在PMSM双闭环系统中的应用进行了仿真。结果显示:HPWM和SVPWM比SPWM具有更高的电压利用率;HPWM同时具有SPWM原理简单及易于模拟和数字实现的优点;SVPWM具有最低的谐波含量,算法较复杂,但便于数字实现。

高频脉宽调制技术在逆变器中的应用

将HPWM软开关技术应用于逆变器,在不增加任何辅助电路的基础上实现了功率管的ZVS通断HPWM软开关方式逆变器电路控制简单,基本不增加功率管的附加应力,且开通损耗大大减少,具有可靠性和效率均高的优点分析了方案的工作原理以及实现ZVS的条件同时指出方案存在的问题和解决办法研制的工作频率50kHz。

一种新型SPWM逆变器

将一种改进的SPWM (HPWM)技术应用于逆变器 ,在不增加任何辅助回路的基础上 ,实现功率管的ZVS通断。并详细分析了方案的工作原理及实现ZVS的条件 ,同时指出方案存在的问题和解决办法。所研制的工作频率 5 0kHz ,1kVA的逆变器证明了方案的可行性。

一种宽变频范围的数字式变频电源

将一种改进的SPWM技术(HPWM)应用于逆变器,采用数字信号处理器实现了宽变频范围的变频电源。在控制环节所采用的是电压电流瞬时值双闭环控制,而在补偿方面引入P+Resonant补偿环节实现了无静差。

基于智能控制技术的节能型熔接焊机电源设计

聚氯乙烯材料的管道在流体介质中应用非常广泛。为保证管材之间连接质量,利用智能控制技术和新型电力电子器件,设计节能型熔接焊机电源。该电源以单片机为控制核心,利用模糊PID自适应控制技术,计算外部环境温度和焊接界面温度,根据电压偏差大小,利用模糊自适应调整PID参数,在线自校正,快速找出合适的输出直流电压占空比,提高焊接速度。在硬件电路设计方面,采用π型LC滤波电路和由IGBT构成的双直流HPWM变换电路,大大改善了输出电压质量。对所设计电源进行仿真分析,结果表明,该电源节约了电路成本,提高了调节速度,输出电压稳定。

基于CPLD的单相逆变控制器

提出了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的单相逆变控制器的设计方案.该控制器包含PI模块、HPWM模块、正弦波产生模块及三角波产生模块等环节,可实现单相逆变器闭环控制及混合脉宽调制策略,并取得高质量的输出质量和变换效率.系统仿真和实验结果验证了分析的正确性.