三单元不对称级联H桥调制策略及推广

3:1:1型不对称级联H桥多电平逆变器输出电压谐波性能优异,但是在传统的调制策略下,存在高低压单元间电流倒灌问题,且传统调制策略仅仅适用于3:1:1型不对称级联H桥,不能推广应用。该文基于部分区间上高低压单元控制信号互补和移相载波调制策略提出了一种改进型混合频率载波调制策略。该文提出的调制策略不仅解决了传统调制策略下存在的高低压单元间的电流倒灌问题,而且可推广至n:1:1…型多电平逆变器的调制策略,同时给出各级联单元开关管控制信号的通用表达式,且可以实现所有低压单元间的功率均衡。仿真与实验结果证明了该调制策略的可行性,正确性与易推广性。

一种不对称级联H桥多电平逆变器通用的线性功率均衡方案

不对称级联H桥多电平逆变器由于级联各个单元的直流侧电源电压不同,出现级联单元之间功率分配不均衡问题,为此提出一种通用的线性功率均衡调制方案。功率均衡调制方案对高压单元导通角进行约束,对低压单元的载波进行纵向循环重构,实现了各个级联单元直流侧电源电压不同的情况下,使得逆变器可以在全调制度下保持各级联单元输出功率均衡的效果。并且在拓扑结构增加级联单元数时,调制策略也展现出优秀的通用性。同时该方案对低压单元进行的载波重构还能够使得各低压单元的开关管损耗保持一致,使各个H桥的开关管具有更为接近的温升,有利于逆变器选择合适的散热器。最后通过仿真与实验证明了方案的有效性。

一种新型混合级联不对称多电平逆变器

提出一种新型混合级联不对称多电平逆变器,这种多电平逆变器由多个不对称四电平逆变器级联在一起构成,输出电压由其级联单元的输出叠加而成。相对于传统的级联多电平拓扑,在得到相同输出电平的情况下,该拓扑需要较少的开关器件,因此可以简化电路结构。但是该拓扑需要特定的独立直流电源。实验室构建了一台单相混合级联不对称七电平逆变器,并采用消谐波混合不对称调制方法对其进行控制,最后通过仿真和实验进行验证。

新型混合级联逆变器在无功补偿中的应用

多电平技术在电力系统无功补偿中应用广泛,对于高压大功率领域要兼顾使用的主开关器件尽量少而产生电平数尽量多这两方面的要求,提出了一种新型级联不对称拓扑,使用9只开关管即可实现九电平的电压输出。文章对这种新型拓扑结构的原理和其PWM控制方法进行了分析,最后选用了分段层叠式PWM控制方法。在此理论基础上,利用Matlab仿真软件进行无功补偿仿真研究,仿真结果表明,级联不对称拓扑结构具有输出波形质量好、无功补偿效果理想等优点。

基于不对称结构的级联五开关多电平逆变器

为了提高级联H桥和五开关级联多电平逆变器的电平数,并减少开关器件和直流电源的数量,提出了一种不对称的级联五开关逆变器拓扑结构。该逆变器由2个不对称六电平逆变器反向级联而成,输出电压可达15电平。在相同的输出电平数下,该逆变器拓扑结构比传统级联H桥多电平逆变器减少了1个直流电源和18个开关器件。给出了相应基于正负反向层叠的调制方法,通过将输出电压波形与目标波形进行比照,对PWM脉冲信号进行逻辑组合得到开关管的驱动信号。最后通过MATLAB2016/Simulink软件搭建仿真平台进行验证,结果证明了所提逆变器拓扑结构及其控制策略的正确性及可行性。

混合不对称CHB倍频调制策略的研究

针对混合不对称级联H桥(CHB)多电平逆变器产生的电流倒灌和输出电压谐波特性较差的问题,本文提出了一种基于LS-PWM的倍频调制策略,对混合频率调制下所得脉冲进行了逻辑重组,消除了两单元极性不一致的情况,改善了相电压频谱分布情况,使得主要低次谐波以2N倍数次为中心分布,从而降低了混合CHB逆变器输出电压低次谐波含量,提升了逆变器输出电能的质量。最后通过仿真研究和实验验证证实了所提方法的正确性。