二极管箝位五电平变换器控制方法

传统二极管箝位变换器的电压变化率和共模电压较高,且波形谐波含量较大,使得输出滤波器的设计变得复杂。为了克服以上不足,在分析五电平变换器桥臂拓扑的基础上,结合SHEPWM法和SFOPWM法两者的优点,提出了一种新型PWM控制方法。由于直流侧各个电平都得到应用,基于该新型PWM控制技术的二极管箝位型五电平变换器具有了更高的调制比、更少的谐波。仿真及实验结果表明,在低调制比与高调制比的情况下,该方法都能很好地实现对二极管箝位五电平变换器的控制,变换器输出波形正弦度好,谐波含量低,因此该二极管箝位五电平变换器控制方法较适合应用于大功率高电压功率变换场合。

同相供电二极管箝位五电平潮流控制器研究

针对电气化铁道长期存在的以负序、谐波和无功为主的电能质量问题,尤其是困扰列车速度和牵引力提升的电分相问题,本文研究了基于二极管箝位五电平结构的同相供电潮流控制器,并针对二极管箝位五电平结构固有的直流侧电容均压问题,提出一种改进辅助稳压电路。最后,针对同相供电的两种不同工作模式,仿真验证了五电平潮流控制器的可行性及优越性。

一种二极管箝位五电平H桥逆变器的应用

介绍了一种二极管箝位型五电平H桥逆变器,它以2个三电平桥臂构成H桥,可以方便地得到五电平相电压输出,结合移相变压器和12脉波整流器,形成了一种新的大功率变流器拓扑结构。针对五电平H桥,采用载波移相控制策略,实现简单,能够使载波频率加倍,降低滤波器的体积和容量,提高系统效率。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制策略的有效性和实用性,能够有效提高输入侧功率因数,并获得良好的输出波形。

二极管箝位型五电平逆变器电容电压平衡域的研究

本文分析了二极管箝位型多电平逆变器在全负载范围内的电容电压平衡问题。首先,在五电平逆变器数学模型的基础上,对电容电压平衡规律进行分析;然后详细研究了逆变器开关切换规则与PWM控制策略,进一步提出采用目标函数最优的方法对可行开关序列寻优,实现电容电压平衡控制。仿真分析得出了全负载范围内的电容电压平衡域曲线。结果表明,在高功率因数和大调制比下,电容电压很难达到动态平衡,五电平逆变器无法直接应用于全速度范围的中压交流调速领域。

二极管箝位五电平Z源逆变器研究

为了将Z源逆变器的单级变流特性应用于高压大功率场合,克服双Z网络二极管箝位五电平Z源逆变器所需储能元件多、硬件成本高及调制复杂的缺点,提出一种单Z网络结构的二极管箝位五电平拓扑,该拓扑只需一个Z网络,但通过合适的脉宽调制可以达到与双Z网络相同的升压效果。给出Z源逆变器直流链全直通及部分直通原理,分析适用于五电平Z源逆变器的直通控制方法,设计了直通状态插入的同向载波层叠(D)及交替反向载波层叠(APOD)两种脉宽调制策略。最后仿真验证系统直通控制方法及调制策略的正确性。

二极管箝位级联多电平变换器仿真研究

级联多电平变换器和二极管箝位多电平变换器是现今研究较多并且实用性较强的两种多电平拓年结构。本文将结合这两种拓扑结构，研究了一种新型的二极管箝位级联多电平变换器，其思想是将数个二极管箝位变换器模型串起来，其输出电压是通过合成每个二极管箝位变换器的输出电压而形成的。文中彩用了消谐波PWM法作种新型拓扑的调制策略，并用对这种变换器进行了住址研究。最后本文给出了相关分析结论。

一种改进的二极管箝位型多电平变换器拓扑

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约,因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。本文在传统多电平逆变器拓扑结构的基础上,提出了一种新型单相七电平电压源逆变器拓扑。新型电路拓扑是在传统的单相全桥五电平箝位二极管电路基础上,增加了两个开关器件,利用10个开关器件以及4个箝位二极管产生了7种不同的电平输出。详细分析了该逆变器的拓扑结构,给出了PWM控制策略。最后通过仿真实验验证了这种拓扑的可行性。该逆变器对传统箝位二极管逆变器在结构上做出了优化。

五电平交直交变换器在贯通同相供电中的应用

针对电气化铁道牵引供电系统存在的负序、谐波、无功及机车过电分相问题,借鉴德国模式,研究了基于三/单相交直交潮流控制器的贯通供电系统。为了适应牵引负荷高电压、大容量的需求,交直交潮流控制器采用二极管箝位五电平结构,其中PWM调制方式采用一种快速SVPWM调制算法。此外还采用一种新颖的辅助稳压电路来解决二极管箝位多电平结构固有的直流侧电容均压问题。最后在Matlab/Simulink下仿真验证了该多电平结构方案的可行性。

高压大容量五电平变换器在RPC中的应用

针对电气化铁道电能质量存在的负序、谐波和无功问题,借鉴日本模式,提出了基于新型YNvd平衡变压器的电铁功率调节器RPC(railway static power conditioner)。为了适应牵引负荷高电压、大容量的需求,RPC主要由2个背靠背的单相二极管箝位型五电平电压源变流器构成,可以实现有功平衡、无功补偿和谐波抑制,使得牵引供电系统相对电力系统而言是一个三相对称纯阻性网络。此外还采用一种新颖的辅助稳压电路来解决二极管箝位多电平结构固有的直流侧电容均压问题。最后用Matlab/Simulink仿真验证了该方案的可行性。

二极管箝位多电平动态电压恢复器的控制与调制

为解决级联多电平动态电压恢复器(DVR)用于提高配网电压质量时需要多个整流单元的问题,提出了一种基于二极管箝位五电平逆变器的三相DVR方案。相较于普通级联型DVR,该三相DVR在输出电平数增加时只需一个整流单元,就可以达到减少整流单元开关器件的目的。同时,采用比例谐振控制(PR)算法,保证了逆变器输出电压的实时跟踪与谐波补偿。最后,在PSIM中搭建了仿真平台进行验证,仿真结果表明,所提策略用于三相三线10 kV配网系统的电压质量治理是可行的。

一种二极管箝位级联拓扑在直驱风电系统中的应用研究

随着风电机组单机容量的不断增大,多电平变流器的应用得到了广泛关注。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,对其在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中的应用进行了初步探索。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法,能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制,可以进一步提高等效载波频率,降低器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口,多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,只需较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级;使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法,能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制,可以进一步提高等效载波频率,减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

大容量多电平变换器拓扑研究及其最新进展

当多电平变换器在工业生产中已经得到了广泛应用。从多电平变换器产生至今,已经有近三十年的历史。在这期间产生了大量的多电平拓扑结构,比如最常使用的二极管箝位型,电容箝位型,H桥级联型结构等。本文对多电平发展的历程进行了回顾,并分析了多电平结构之间的联系,为进一步研究和探讨多电平拓扑打下基础。

三电平静止同步补偿装置的设计

选择三电平逆变器作为静止同步补偿器的主电路,使得主电路输出的波形更接近正弦波,谐波含量大大减少;主电路中元件承受电压在截止状态下只有电源电压的一半,当与二电平逆变器采用相同功率等级的开关器件时,输出功率可以提高一倍。设计补偿装置并通过仿真验证装置补偿感性负载和容性负载的特性,仿真结果表明,设计的三电平主电路的静止同步补偿装置能够满足电力系统中常见的无功补偿要求。