级联H桥七电平逆变器同相层叠SPWM调制技术仿真研究

联型多电平逆变器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合。本文主要介绍了H桥级联七电平逆变器拓扑电路结构和电压同相层叠调制(In-Phase Disposition,简称IPD)技术的基本原理,然后通过Matlab/Simulink仿真软件对级联全桥逆变器(Cascade Half-Bridge Inverter,简称CHBI)的运行特性进行了仿真研究(仿真建模、控制方法)。由于七电平CHBI是由6个频率相等、相位相同、幅值层叠的三角载波和正弦波相位调制产生脉冲信号,所以七电平CHBI在4500Hz载波频率,0.99幅值调制度下可使其相电压和线电压的THD分别达到18.76%,10.71%,说明CHBI在较低的工作频率下其谐波失真亦较小。

级联多电平H桥逆变器的同相层叠型SPWM脉冲分配方法

提出一种适用于级联H桥逆变器的新型同相层叠(IPD)型正弦脉宽调制(SPWM)脉冲分配方法。根据多电平级联H桥的一般模型,分析了功率不平衡的产生原因,引入功率失衡度的概念,推导出新型IPD型SPWM脉冲分配原理。该方法将各H桥单元的触发信号进行周期轮换,经过3/4个输出周期便可实现功率平衡,而且保证了线电压的波形质量,具有比载波移相(CPS)法更低的总谐波畸变率。以7电平级联H桥逆变器为例,仿真和实验结果证明了所提新型IPD型SPWM脉冲分配方法的可行性以及理论分析的正确性。

用于机车牵引的新型级联H桥整流器电压平衡方法

级联H桥整流器适用于无输入变压器的高压大容量场合,级联H桥整流器的直流电压平衡方法是其研究重点。本文提出一种新型的电压平衡方法,省去了传统的均衡算法中的多个比例积分调节器。这种基于改进的载波同相层叠正弦脉宽调制(PD-SPWM)的电压的平衡方法实现简单,具有较好的谐波特性,且能够有效地实现不平衡负载条件下,特别是在一个或多个牵引电机处于再生制动状态下的电压平衡控制,并且可以用在任意数量的H桥模块级联中,以适应不同电压等级和功率等级。仿真和实验使所提出的方法的有效性得到了验证。

三相三电平NPC-PWM-REC研究

本文以中点箝位式NPC型三电平电路为拓扑结构,建立了三相PWM整流器的数学模型,分析了电压定向控制工作机理,介绍了数字锁相环和同相载波层叠PWM控制技术。Matlab仿真实验结果表明:NPC-PWM-REC具有四象限运行、容量大、谐波含量少和动态响应快等优点。