基于双调制波的三电平NPC变流器载波调制策略

三电平NPC变流器的调制策略中,双调制波载波调制策略(double modulation wave carrier-based PWM,DMWPWM)是一种可以实现全调制度和全功率因数中点电压无波动的调制策略。首先分析了已有DMWPWM策略的基本原理,推导了DMWPWM策略调制波与传统SPWM策略调制波的关系,在此基础上提出了应用于三电平NPC变流器的DMWPWM策略。然后,从输出相电压总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)特性、直流电压利用率以及器件开关损耗三方面对新型DMWPWM策略与传统正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)策略进行对比,进一步阐明了所提方法特点。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

新型三电平NPC变流器双调制波载波调制策略

提出了一种新型三电平中点箝位(NPC)变流器双调制波载波调制策略。研究了新策略调制波与传统正弦脉宽调制(SPWM)策略调制波的关系,在尽可能减小系统开关频率的前提下推导了新策略调制波的解,并对新策略的直流电压利用率、器件开关频率和输出相电压总谐波畸变率(THD)等特性进行了深入研究,最后进行了实验验证。与传统三电平SPWM策略相比,虽然新型双调制波载波调制策略功率器件开关频率较高,但该策略在任意调制度和任意功率因数下均可保持直流电容电压的平衡,且具有简单易行、易于数字化实现的优点。

三电平NPC变流器双调制波载波调制策略调制波最优解的研究

在三电平NPC变流器的调制策略中,传统的载波调制策略会引发直流侧中点电压的波动,且该波动在特定的调制度和功率因数下不能通过调制波叠加零序分量法消除。本文分析了三电平NPC变流器双调制波载波调制策略的基本原理,并在此基础上提出了一类双调制波载波调制策略调制波的最优解。该类最优解一共有64个,它们具有如下特点:1可以实现任意调制度和功率因数下直流中点电压开关周期内无波动;2结果简单,无需复杂运算;3直流电压利用率是传统载波调制策略的1.154倍;4开关损耗在满足1的双调制波载波调制策略中为最小;5输出相电压THD特性在满足1的双调制波载波调制策略中为最小。仿真和实验结果验证了本文的分析。

基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器双空间矢量调制策略实现

针对传统AC-DC/AC-DC-AC电源变换器因采用含储能电容的不控整流对电网谐波的污染大且不便于集成的问题,研究了一种双级矩阵变换器。推导了其双空间矢量调制策略,给出了一种零电流换流实现方法。实验结果表明,该变换器具有优良输出性能。

新型八开关五电平逆变器及功率均衡调制策略

为了避免传统多电平逆变器因电容、二极管等元器件较多而导致的逆变器控制复杂、电容电压难以平衡等问题,提出一种新型八开关五电平逆变器拓扑结构,该拓扑为双独立电源对称结构,无需电容、二极管等元器件,所用元件的种类和个数较少,降低了逆变器控制的复杂度,使得整体设计更加紧凑和简洁。针对该拓扑在同相层叠调制策略下逆变器输出电压谐波性能优异,但输出功率不均衡以及开关损耗不相等的问题,提出一种新型双调制波策略,该调制策略在保证逆变器输出电压谐波性能优异的前提下,还能使其达到倍频效果,并实现了全幅值调制度下直流电源之间的输出功率均衡。最后通过仿真结果与实验研究共同验证了所提拓扑结构的优越性及其调制策略的可行性。

精简矩阵变换器双极性空间矢量调制策略研究

精简矩阵变换器（Reduced Matrix Converter，RMC）除具有传统矩阵变换器优良网侧性能外，还克服了其电压传输比低的固有缺陷，为一种新型AC／DC功率变换器。对适用于RMC的双极性电流空间矢量调制策略进行了分析推导，搭建了一台以DSP＋CPLD为控制核心的2kW实验样机对调制策略进行了实验验证，良好的输入输出波形验证了方案的正确性和可行性，为RMC进一步工业应用奠定了基础。

基于双零序电压注入PWM策略的双三相永磁同步电机矢量控制

双三相电机四维电流矢量控制可以对六相逆变器死区效应和两套三相绕组不对称运行进行补偿。四维电流控制需要对两个子平面的参考电压同时控制,采用传统四矢量空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略较为复杂,且六相逆变器四矢量SVPWM具有脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波形不对称,开关损耗较大等问题,采用基于载波脉宽调制的双零序注入PWM策略来实现四维电流矢量控制更为合适。通过分析过调制区基于中间矢量算法在z1-z2子平面注入的谐波电压,将双零序注入PWM策略的调制范围推广到过调制区,最后根据电压调制范围和电流控制维数,将基于双零序注入PWM策略的双三相永磁同步电机矢量控制分为3个调制区:正弦电流调制区,正弦电压调制区和过调制区,使其在线性调制区和过调制区之间可以平滑的过渡。实验结果验证了控制策略的有效性和可行性。

基于双随机调制的特定频率谐波消除方法研究

为解决随机脉宽调制技术在自主式水下潜航器应用过程中可能引起系统共振的问题,提出基于双随机调制的特定频率谐波消除法。从随机调制导致共振与功率谱的内在联系出发,并依据特定频率处的频谱零点,建立随机脉冲延迟系数、占空比与开关周期的关系,从而实现双随机调制与特定频率谐波消除法的有效结合。经过仿真和实验验证,证明双随机调制特定频率消除法相比单随机调制技术的特定频率谐波消除法在抑制谐波方面更具优势,弥补了单随机调制技术中因开关周期随机性较差而导致的功率谱密度产生谐波峰值的缺点。其在抑制高频噪声的基础上同时消除了特定频率处的谐波,使谐波能量分散更加均匀,有效避免随机调制过程中带来的电机驱动系统共振问题。

三电平NPC逆变器的效率优化调制策略

本文提出了一种三电平NPC逆变器的效率优化调制策略。推导了本文提出的效率优化调制策略和DMWPWM调制策略的关系,并将这两种调制策略进行了对比。通过仿真验证可知,本文提出的优化调制策略相比较DMWPWM调制策略,既可以实现在任意调制度和功率因数下均可保持直流电容电压不波动,又可以减少开关损耗提高效率,且具有简单易行,易于实现的优点。

基于三电平NPC逆变器的效率优化调制策略

文章提出一种基于三电平NPC逆变器的效率优化调制策略,推导对比了所提效率优化调制策略和双调制波载波调制(DMWPWM)策略的关系。通过仿真验证可知,相比DMWPWM,所提优化调制策略既可以实现在任意调制度和功率因数下均保持直流电容电压不波动,又可以减少开关损耗,提高效率,具有简单易行、易于实现的优点。

一种基于二重移相变换的大容量海上直流风机及控制技术

海上风电场采取直流汇集方案,相较于交流汇集无需笨重的工频变压器,避免交流电缆带来的过电压问题,系统效率更高。直驱风机作为海上风电场的主流机型,通过直流转直流电源(DC/DC)变换器的设计和机组控制策略的改进可实现直流并网。首先依据机组直流并网需求提出一种二重化移相三电平DC/DC变换器方案,优化设计双占空比调制策略,分析子变换器功率传输特性;其次建立直流风机的控制策略,实现机组正常工作时最大风能跟踪目标,并且保障故障期间机组的安全稳定运行;最后通过仿真算例验证所设计DC/DC变换器拓扑的可行性和直流输出型直驱风机控制策略的有效性。

一种低输入电流纹波的单级式三相并网逆变器

针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流的方法,降低了输入电流低频纹波,二次侧调制逆变输出,且三相逆变系统输出功率之和接近恒定值,无功率脉动问题。详细介绍该逆变器工作原理、双调制驱动逻辑及并网控制策略。最后研制一台480W的样机进行实验,验证了该拓扑的可行性。