基于变载波频率的MMC损耗平衡控制策略

模块化多电平换流器(MMC)拓扑是中高压、大功率应用中最有吸引力的拓扑之一。MMC内部包含大量子模块(SM),每个SM都是一个潜在的故障点,SM发生故障被旁路后,将会导致故障桥臂剩余SM电容电压升高,损耗增大,引发MMC桥臂间损耗不均衡现象,危害MMC的可靠性。此处针对SM故障情况,提出一种基于变载波频率的MMC损耗平衡控制策略,根据故障桥臂和健康桥臂SM平均损耗的偏差实时调节故障桥臂SM的载波频率,以调节故障桥臂SM的开关损耗,从而实现故障桥臂和健康桥臂SM间的损耗平衡。与常规方法相比,所提方法不增加额外的建设成本,控制算法简单且不影响输出电能质量。仿真和实验结果表明,此处提出的MMC损耗平衡策略能够有效实现故障桥臂和健康桥臂的损耗平衡。

变载波频率调制下滤波器的设计

滤波器的设计对于逆变器并网电流的电能质量至关重要,对此提出一种基于新型调制算法下滤波器的设计。介绍了一种新型变载波调制算法,然后依据变载波频率调制算法下的谐波频谱分布及谐波频谱与谐振频率之间的关系,得出LCL型滤波器的谐振频率及相关滤波器参数。最后通过样机试验验证了该调制算法下设计的LCL型滤波器实际性能更加优越。

一种降低高次谐波的变载波频率调制方法

此处提出了一种变载波频率调制方法,即当正弦电压幅值较高时采用较低的载波频率,而当正弦电压幅值较低时采用较高的载波频率。该方法与固定载波频率调制相比,在保持总开关次数不增加的条件下,减少输出电压的高次谐波含量。阐述了该调制算法下调制电压高次谐波分布与载波频率之间的关系。通过仿真分析及样机实验验证了该方法对降低调制输出电压的高次谐波具有良好的效果。

基于变载波频率的永磁同步电机驱动系统效率优化控制

为降低永磁同步电机驱动系统的损耗,提高系统效率,提出了一种基于母线电流反馈的变载波频率优化控制方法.首先,建立了系统损耗数学模型,探究了载波频率与系统损耗的关系.然后,针对离线优化方法对于参数敏感的问题,设计了一种基于母线电流反馈的载波频率在线寻优方法.结果表明,在不同转速与负载条件下均存在使系统损耗最小的最优载波频率,其随转速与负载条件变化而变化.在各个工作点,系统损耗的计算值均与实测值基本吻合.在线寻优方法在中高负载情况下能够实现约0.6%的效率优化,并且在负载变化的情况下仍然能够实现损耗优化.

基于综合调制方法的高频电源设计

针对某些特种电气设备的测试需求,设计了一种大功率高频电源。该电源采用H桥级联的方式形成五电平拓扑,采用综合调制方法,包括双极性PWM调制、载波移相SPWM调制以及变载波频率PWM调制技术,从而有效避免了同步调制低频时输出谐波大及异步调制无法兼顾高频与低频输出精度的问题,使电源具有良好的谐波特性,满足了电源在全频率输出范围内的输出精度。对于H桥级联拓扑可能存在的直流电压不平衡问题,设计了一种精简而又在工程上可靠应用的方法。所设计的高频电源已经现场应用于模拟直线发电机的场合,证实了设计方案的可行性。