二极管箝位式多电平逆变器直流侧电容电压不平衡机理的研究

多电平逆变器能产生多阶梯、低失真电压波形,特别适合于大功率高电压场合。其中二极管箝位式多电平逆变器(DCMLI)因无需独立的直流电源来维持每级电压而备受关注。但由于该逆变器存在直流侧电容电压的不平衡问题,因而还未能在有功功率变换中得到广泛应用。文中采用空间矢量法研究了负载功率因数对二极管箝位式多电平逆变器(DCMLI)直流侧电容电压不平衡的影响,建立了功率因数与电容电流之间的数学关系。利用DCMLI的电容电流模型计算出了各开关状态下的电容电流大小和方向,并引入不平衡空间矢量的概念,从而揭示了产生DCMLI电容电压不平衡的机理。认为只有舍去不平衡矢量,才能通过选择合适的冗余开关状态使DCMLI电容电压达到平衡。仿真验证了结论的正确性。

二极管箝位式多电平逆变器PWM控制技术分析

高压多电平逆变器是高压变频技术领域中发展的一个新分支,本文基于对五电平逆变器控制分析,介绍了二极管箝位式多电平逆变器的单脉冲控制、基于载波的SPWM控制和一种用于五电平逆变器的复式(混合式)控制,并在国外中压交流异步电动机上进行了仿真分析,给出了相应结果。

农业装备中三电平二极管箝位式逆变器拓扑结构的改进

传统的二极管箝位式(NPC)三电平逆变器结构中,中点电压波动过大将导致输出电压的谐波总畸变率(total harmonic distortion,THD)增大及开关器件损坏,影响了该结构在农业机电中的应用。该文提出了一种带中点电压自平衡的NPC三电平逆变器拓扑结构,通过在传统NPC三电平逆变器结构中加入一套由单相全桥逆变电路组成的电压主动补偿装置,对三相桥臂中点电压的波动进行主动补偿。实时检测三相桥臂中点电压,与给定值比较后,控制补偿装置实时产生补偿电压。不需要坐标变换,控制方案简单。同时对系统的稳定性进行了理论分析。仿真结果表明提出的拓扑结构能够将三相桥臂中点电压的波动控制在3%以下,并且在负载突变时,仍然能快速的平衡中点电压的波动,具有良好的动态性能。

二极管箝位型三电平逆变器控制系统研究

该文对二极管箝位型三电平逆变器的控制系统进行研究。为了对输出电压的波形进行控制,该文建立了三电平逆变器的数学模型,使用输出电压瞬时值控制系统来获得高质量的输出电压波形。中点平衡问题是三电平逆变器的一个固有问题,该文对此进行了深入探讨,并提出了一种基于各相桥臂输出电流方向和中点波动方向检测的中点平衡控制方法。实验结果验证了控制方案的正确性和可行性。

二极管箝位三电平逆变器共模电压抑制技术

针对二极管箝位三电平逆变器,根据小矢量作用时中点电流与相电流方向,将小矢量分为正小矢量和负小矢量,提出一种不含正小矢量的脉宽调制矢量合成策略,将逆变器输出共模电压幅值由原来的1/3直流母线电压降低到1/6直流母线电压。将参与输出电压合成的负小矢量按照矢量合成关系分为过渡小矢量、附加小矢量1和附加小矢量2,并根据不同小矢量作用时对中点电压的控制能力推导出最优小矢量选择标准,实现对中点电压的有效控制。通过试验验证了纯电感负载和单位功率因数2种典型工况下共模电压抑制策略与中点电压控制策略的有效性。

二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM的仿真

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量 PWM 原理基础上,提出了一种三电平逆变器空间矢量 PWM 实现方法,并在 MATLAB下建立了空间矢量 PWM 的仿真模型,根据三电平逆变器空间矢量 PWM 算法给出了二极管箝位三电平逆变器中电容中点电压的控制策略。仿真实验结果证实了所提出的空间矢量 PWM 方法是可行有效的。

复合斩波电路在二极管箝位型三电平逆变器中的应用

在介绍二极管箝位型三电平逆变器的拓扑结构及工作原理的基础上,对三电平逆变器PWM控制方法进行分析,在Matlab/Simulink环境下搭建了三电平逆变器的模型,对几种载波PWM控制方法进行仿真并分析了仿真结果,针对存在着直流电压利用率比较低,总谐波畸变率高和中点电位不平衡等问题,采用复合斩波电路并结合以非正弦波作为调制波的PWM控制方法对三电平逆变器控制,仿真结果验证了所选用方法的有效性。

二极管箝位式五电平变换器直流侧电容电压的控制

多电平逆变器能产生多阶梯、低失真电压波形,特别适合于大功率高电压场合。在多电平逆变器中,二极管箝位式由于具有不需要独立的直流电源、控制简单等优点倍受青睐。然而由于它存在直流侧电容电压不平衡问题,因而还未能够在有功功率变换中得到广泛应用。针对这一问题,文献[2]中曾有研究,但牺牲了电平数(当输出电压较大时)。本文将逆变器和整流器结合使用,利用整流器和逆变器对直流侧电容共同作用,既控制了电容电压平衡,又增加了电平数,使谐波受到一定程度的抑制。文中采用MATLAB 仿真验证了该方法的有效性。

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。

二极管钳位式三电平逆变器SVPWM控制策略研究

空间矢量脉宽调制在多电平逆变器的控制中应用广泛,但是随着电平数增加,控制算法渐趋复杂化。提出了三电平空间矢量脉宽调制控制方法,将三电平电压矢量区变换为由两电平空间矢量区构成,从而通过使用两电平空间矢量脉宽调制方法简化了控制算法。该方法理论上可应用于更高电平逆变器的控制中,仿真验证了方法的可行性。

二级管箝位式多电平逆变器PWM控制方法

本文描述了中点箝位式逆变器、二极管箝位式五电平逆变器基本工作原理。详细分析了三电平逆变器选择谐波消除法(SHEPWM),并列出了SHEPWM方法的开关角轨迹,给出了仿真波形;对五电平逆变器的PWM控制方法展开分析,并给出仿真波形。

四电平二极管箝位逆变器调制方法的比较

随着高压技术的发展,逆变器的容量要求越来越高,由于电力电子器件的限制,传统的两电平逆变器的容量已经很难达到大功率的要求.因此各国的科技工作者不断地提出了各种性能优越的新型多电平逆变器拓朴结构.介绍了四电平中点箝位逆变器的拓扑结构、特点以及工作原理,并对电压移位调制PWM技术中的IPD、POD和APOD3种排列方式及原理进行了详细说明.通过仿真和实验研究,给出了3种排列方式下电流iA、相电压VAN和线电压VAB的仿真波形和频谱图.

基于电压移位调制技术的二极管箝位四电平逆变器

多电平逆变器在高压大容量电能变换中得到广泛应用,其控制策略和电路拓扑等已成为了研究热点。文章首先对二极管箝位式四电平的拓扑结构和工作原理进行了详细分析,接着讨论了电压移位控制策略,最后将二极管箝位四电平逆变器在MATLAB\Simulink环境下进行仿真,并给出了相应的仿真波形。

混合箝位式三电平逆变器共模电压的仿真分析

本文通过对混合箝位式逆变器的原理、控制的研究,并用PSPICE软件进行仿真,得出该型逆变器在减小共模电压方面比普通三相PWM逆变器更具优势。

二极管箝位式五电平变换器直流侧电容电压的控制

多电平变换器能产生多阶梯、低失真电压波形,特别适合于大功率高电压场合。在多电平变换器中,二极管箝位式由于具有不需要独立的直流电源、控制简单等优点倍受青睐。但由于它存在直流侧电容电压不平衡问题,因而还未能够在有功功率变换中得到广泛应用。在整流器侧采用电压电流双闭环控制方法,实现直接电流控制与空间矢量法的结合,经MATLAB仿真验证了该方法的有效性。

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。

有源中点箝位式(ANPC)五电平逆变器调制方法和飞跨电容电压控制策略研究

分析了ANPC型五电平逆变器开关状态和输出电平的关系,并提出单周期SPWM调制方法。该调制方法在一个开关周期内实现有效电平且包含飞跨电容充电、放电两个状态。针对控制飞跨电容电压的问题,提出了在调制策略中增加充电因子,通过检测飞跨电容电压和实时调节充电因子实现飞跨电容电压闭环可控。最后对单周期SPWM调制方法和飞跨电容电压控制策略进行了仿真和实验,验证了其正确性。

二极管箝位型多电平逆变器载波PWM控制方法的研究

在分析二极管箝位型多电平逆变器不同的载波PWM控制方法的基础上,提出了一种新型的载波PWM方法。为了验证所提出的PWM方法,对二极管箝位型五电平逆变器进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法在低调制度下具有良好的谐波特性,同时可以提高调制度,增加直流电压利用率。

低调制度下二极管箝位型多电平逆变器新型PWM控制方法

二极管箝位型多电平逆变器作为一种应用于高压大功率变换场合的变换器,其PWM控制技术是研究的核心内容之一。本文针对已有载波PWM方法中低调制度下电平退化的问题,提出了一种新颖的载波PWM方法,既便是在低调制度下,所有的电平都能够得到应用。仿真结果表明,这种方法可以提高二极管箝位型逆变器在低调制度下的器件利用率,使得逆变器在低调制度下工作于较高频率。

基于电荷刷新的二极管箝位型多电平逆变器电容电压均衡控制

提出了一种新颖的二极管箝位型多电平逆变器电容电压均衡控制方法:通过一个均衡电容在一个采样周期内与箝位电容的轮换并联,将电压较高的电容上的电荷,注入到电压较低的电容上,实现电荷的动态刷新,保证各箝位电容电压的基本平衡。该方法所需的硬件电路简单,不增加调制算法的复杂性,且对任意电平具有通用性。不同负载状态下的仿真研究结果证明了该方法的有效性。