一种适用于飞跨电容型多电平逆变器的新型载波同相层叠PWM方法

传统载波层叠PWM方法不能平衡飞跨电容电压,因此不能直接应用于飞跨电容型多电平逆变器。对传统载波同相层叠PWM方法进行改进,增加了零电平选择环节,根据设定值,合理分配零电平向量,从而在设定周期内,平衡飞跨电容电压。该方法随着调制度的不同,载波波形会发生变化,和传统载波移相PWM方法相比,线电压谐波性能也得到了很大提高,尤其是在中等调制度下,效果显著。采用该方法对飞跨电容型三电平逆变器进行了仿真验证,结果证明了该方法的正确性与可行性。

三电平Z源逆变器SPWM调制策略的研究

传统逆变器上下桥臂直通时会造成逆变器短路,为避免这一情况通常需要在逆变器控制信号中引入死区,进而造成逆变系统安全性下降输出谐波含量增加。Z源逆变器成功地克服了传统逆变器的缺陷和不足。Z源三电平逆变器有效地结合了Z源网络特性与传统三电平逆变器的优点。文章通过分析Z源三电平逆变器的工作原理,结合传统三电平逆变器的PWM控制策略,分别研究了适于Z源三电平逆变器控制的改进载波同相层叠调制、改进载波反相层叠调制和三次谐波注入载波同相层叠载波调制。仿真结果验证了三种调制策略的可行性。

一种新型升降压型多电平逆变器

提出一种新型单级升降压多电平逆变器,该逆变器可适应输入直流电压的大范围变化,在可再生能源的能量转换、存储及传送系统中有重要的应用前景。该升降压多电平逆变器由Buck-Boost变换器推演而来,利用电感作为储能和均衡元件,无需电解电容,具有较高的可靠性和较长的使用寿命。本文介绍了升降压多电平逆变器的拓扑结构和基本工作原理。在分析其均流特性的基础上,选择载波反相PWM调制策略,实现该逆变器的自均流。最后给出仿真和实验结果,对理论分析进行验证。

NPC五电平Z源逆变器的设计研究

传统NPC五电平逆变器不具有单级升压的功能,直流电压利用率低,不允许上下桥臂直通,需引入死区时间,造成逆变系统安全性下降。Z源逆变器(ZSI)利用特殊的X型LC网络实现单级升压功能,同时允许桥臂直通,提高逆变器的可靠性。为此提出一种双Z源NPC五电平逆变器拓扑,分析其直通工作状态,并说明了此拓扑结构的合理性。基于传统NPC五电平逆变器的同相载波层叠PWM调制原理,设计了一种适用于五电平ZSI的同相载波层叠PWM调制法。仿真分析验证了此调制方法的合理性及NPC五电平Z源逆变器在提高直流电压利用率方面的优势。

集中式多电平调制策略的状态机型脉冲分配器设计与实现

脉冲分配方式是实现如载波层叠调制、最近电平逼近调制等集中式多电平调制策略的主要难点。针对含冗余状态的模块组合型多电平变换器,提出一种应用于集中式调制策略的状态机型脉冲分配器设计与实现方法。该脉冲分配器致力于使电平化后的调制信号遍历状态机中的所有路径,从而各个模块的开关次数在各个电平等级都得到均匀的分配,实现了模块电容电压的自然平衡特性。同时,针对低频类调制策略无法自动遍历状态机的情形,该状态机具有状态强制切换功能,在最大限度维持模块开关频率低频特性的条件下,使其能够在合理的时间范围内遍历状态机。通过基于模块化多电平变换器平台的仿真与实验验证了状态机型脉冲分配器的有效性。

模块化多电平换流器(MMC)调制方法综述

介绍了模块化多电平换流器(MMC)的拓扑和工作原理,分类别详叙了各种调制方法。总结了不同调制技术的优缺点和应用场合,为MMC的工程应用提供了借鉴意义。提出了MMC调制技术的改进方向,对进一步的研究探索有积极意义。

一种三电平中点钳位变流器改进型载波反相层叠脉宽调制策略

三电平中点钳位变流器载波反相层叠脉宽调制(PODPWM)策略可降低共模电压,但其存在相电压两电平跳变(TLJ)和难以添加中点电位平衡控制策略的缺陷。为解决以上缺陷,该文首先分析PODPWM的基本原理及其等效的空间矢量序列。在此基础上,通过对调制波叠加特定零序分量并在调制波采样值过零点处选择使用特定方向的三角载波,得到可防止TLJ的改进型PODPWM(IPODPWM)及其中点电位平衡控制策略。最后推导IPODPWM作用下的共模电压、直流电压利用率、相电压频谱和开关频率,并设计基于IPODPWM的同步调制方法。仿真和实验结果表明,所提IPODPWM能够避免相电压两电平跳变并控制中点电位平衡,且具有共模电压小、直流电压利用率高的优点。

矿用高压变频器开关调制优化策略

针对矿用高压变频器采用载波调制PWM控制法时存在开关损耗大、电能质量畸变的问题,在载波同相层叠PWM控制法的基础上,对正弦调制波进行优化。通过对正弦调制波叠加3次谐波和直流分量,得到正半周为马鞍形调制波、负半周为梯形调制波的优化调制波。仿真结果表明,优化调制波的应用提高了变频器直流电压利用率,减小了开关损耗,降低了输出线电压总谐波畸变率。

基于三相桥式逆变电路的恒频调制技术对比分析

为了验证逆变电路中不同调制技术的输出特性,基于三相桥式逆变电路,对几种恒频调制技术进行对比分析。针对基本三相桥式逆变电路和三相桥式模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC),采用PWM、SVPWM、载波移相、载波层叠及最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM)等恒频调制技术对其进行控制,搭建Matlab/Simulink仿真,仿真分析不同调制方法下输出线电压波形,对直流电压利用率、总谐波畸变率(Total Harmonics Distortion,THD)和功率损耗进行分析比较。仿真结果表明,当拓扑为基本三相桥式逆变电路时,除NLM外,各调制方法均能满足电能质量国家标准THD规定,但直流电压利用率相差较大;当拓扑为三相桥式MMC电路时,分别采用载波移相、载波层叠及NLM实现了七电平MMC的调制。

基于三相四线制三电平有源滤波器的简化三维空间矢量调制策略研究

三相四线制中点箝位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用三维空间矢量调制(3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation,3D-SVPWM)策略可以高效地改善电能质量,减少谐波含量。但由于其复杂的拓扑结构,造成运算过程中响应时间过长的问题。针对这一问题,提出了一种简化的3D-SVPWM调制策略。该策略通过降维的方法,分别对前三相桥臂采用3D-SVPWM调制策略,对N相桥臂采用载波层叠PWM调制策略,确定触发脉冲信号。相较传统调制算法,新的调制策略缩短了计算空间矢量的作用时间,减少整体过程的响应时间,并且保证了开关时序的一致。通过MATLAB/Simulink仿真实验结果验证了文章提出的算法的正确性和可行性。

一种新型H桥五电平有源中点钳位逆变器控制策略

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;对于母线中点电位平衡控制问题,提出了修正H桥左右桥臂参考波电压比例分配实现平衡控制,最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证所提控制策略的有效性。