化工仪表单相NPC三电平逆变重复PI控制研究

单相NPC三电平逆变双环PI控制器属于化工仪表不间断电源的重要组成部分,但此类控制器存在一定的缺陷,具体表现为谐波抑制能力差,影响电压输出的稳定性。研究过程设计了单相NPC三电平逆变重复PI控制技术,将重复控制器与传统的单相NPC三电平逆变双环PI控制器整合在一起,提高谐波滤除能力和电压跟踪精度。运用MATLAB对此次建立的控制模型进行仿真,以非线性整流负载为条件,提取稳态输出电压的高频谐波分量,计算总谐波畸变。结果显示,单相NPC三电平逆变重复PI控制技术有效地降低了高频谐波分量在基波中的占比,其总谐波畸变仅为4.65%,说明该控制技术的谐波抑制能力和系统动态稳定性达到了优化目标。

中性点箝位型三电平单相逆变器中性点电位平衡控制方法

单相NPC逆变器可以利用现有耐压水平的开关器件实现输出谐波少、电磁干扰弱、共模电压低的高压大容量变频器,正在越来越多的应用于轨道交通等大功率驱动场合。针对单相NPC逆变器的中性点电位平衡控制问题,该文提出了通过在常规多电平载波调制的基础上利用开关冗余状态来调节电容充放电电流,控制中性点电位的控制方法。算法简单,容易实现,该方法的有效性得到了仿真结果的验证。

单相Z源三电平中点钳位逆变器空间矢量调制方法

研究了一种单相Z源三电平中点钳位(NPC)逆变器。提出了一种适用于该单相Z源三电平NPC逆变器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,实现了逆变器的升压输出。根据负载电流方向和直流侧分压电容电压偏差的大小,通过调整正负小矢量的作用时间,实现了直流侧分压电容中点电位的平衡控制。仿真结果验证了该单相Z源三电平逆变器及其空间矢量调制方法的有效性。

单相二极管箝位三电平逆变器死区时间补偿技术

针对调制过程中的死区时间导致逆变器输出电压和电流畸变、谐波含量增加等问题,提出一种简单可行的死区时间补偿策略。该策略在传统调制方法的"调制信号"与"死区时间处理"之间增加"死区时间补偿"。以单相二极管箝位三电平逆变器为对象,分析死区时间对桥臂输出电平的影响,根据桥臂电流方向选择延迟开关器件驱动信号的上升沿或下降沿来对死区时间进行合理补偿。相比于传统基于特定调制方式的死区时间补偿技术,该补偿策略简便易行并且与调制方式独立,能够灵活应用于各种不同的调制方式。在MATLAB/Simulink平台上建立仿真模型对该补偿策略进行仿真验证,并设计了基于可编程逻辑器件的死区时间补偿控制核心,搭建物理实验平台进行实验验证。仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。

T型三电平单相逆变器有限开关状态模型预测控制方法

针对单相逆变器的特点,提出一种基于T型三电平单相逆变器有限开关状态模型预测控制方法。在静止坐标系下建立T型三电平单相逆变器基于期望电压矢量的预测模型,大大减少有限开关状态模型预测控制中预测模型的计算量。在目标函数中构造电流跟踪和T型三电平中性点电压平衡目标项,实现给定电流快速、精确跟踪以及中性点电压平衡控制。最后,建立起基于T型三电平单相逆变器实验平台,对所提的有限开关状态模型预测控制进行测试。实验结果表明:所提出模型预测方法使系统具有良好的静、动态性能。

单相三电平并网逆变器多状态模型预测控制研究

单相三电平逆变系统中,传统有限控制集模型预测控制在较低的采样频率下无法保证输出电能质量。针对这一问题,提出一种多状态虚拟矢量模型预测控制方法。在单个控制周期内,输出多个开关状态,以提高并网电流的电能质量。建立了逆变器预测模型,根据预测矢量初步筛选一组开关状态,每个开关状态的作用时间由所设计的电流代价函数确定。为有效平衡直流母线电压,设计均压代价函数,进一步调整开关状态,得到最终输出到逆变器的开关状态序列。搭建仿真系统并进行了仿真分析,结果验证了所提控制策略的有效性,并网电能质量得到有效提高,直流母线电压波动小。

2H桥级联式三电平单相逆变器的非线性现象研究

以2H桥级联式三电平单相逆变器为研究对象,针对逆变器系统在运行过程中出现的分岔、混沌等非线性现象,利用频闪映射法建立逆变器系统的离散模型,以比例系数为分岔参数,得到系统的分岔图,基于分岔图得到系统在不同比例系数下的运行状态和稳定性。通过Matlab/Simulink建立仿真模型,通过改变仿真模型的比例系数得到系统输出电流的波形和采样点波形,验证了离散模型的正确性,为级联式三电平逆变器的设计提供了理论依据。

贯通牵引供电系统单相级联逆变器调制策略

传统的载波层叠调制策略和载波移相调制策略用于三电平NPC单相级联逆变器时存在一定局限性,本文针对该逆变器拓扑结构,研究并采用了载波层叠与移相结合的调制策略.通过仿真验证和对比,证明该调制策略具有较好的效果.

一种新型可控电压暂变发生器研究

针对传统电压暂变发生器测试效率较低、功能单一、电压变化范围窄等问题,提出一种新颖的电力电子式多功能可控电压暂变发生器。主电路采用三相倍压整流电路和三相三电平逆变电路,逆变器各相采用三电平SPWM调制进行独立控制。所提设计可模拟单相、两相及三相电压的暂升、暂降及电压暂时中断,其暂变持续时间、暂变深度及暂变起止相位和暂变类型均可做到持续调节。实验验证了所提拓扑和控制方案的有效性和可行性。