多电平PWM逆变电路谐波分析与输出滤波器设计

在中压大容量变频驱动装置中,为解决电力电子器件耐压问题,基于PWM控制的多电平逆变技术得到广泛应用。这种中压变频器输出电压为多电平PWM脉冲波形,目前对其谐波还没有完善的理论分析。为避免高次谐波对电机的影响,有些用户要求为变频器设置输出滤波器。由于中压变频器容量较大,为滤波器设计带来一些新的问题。该文在大量仿真数据的基础上,总结出多电平PWM波形的谐波特点,为滤波器设计提供了理论依据。以此为基础,综合考虑基波压降、有功损耗、电流谐波和谐振等问题,推导出适合于中压大功率变频器输出滤波器参数选取的简化公式,并通过实验予以验证。

模块化多电平逆变电路的调制算法研究

针对永磁同步电机传统三电平逆变电路无法满足高压场景的问题,采用空间矢量脉宽调制算法对模块化多电平逆变电路进行调制分析,观察其输出电压波形。然后针对模块化多电平逆变电路各相之间容易出现环流现象,对电容电压平衡控制算法进行简化。在Matlab/Simulink中搭建模型仿真,观察和分析模块化多电平逆变电路的输出电压,实验结果验证了采用空间矢量脉宽调制算法对改善模块化多电平逆变电路的输出特性的有效性和简化后的电容电压平衡控制算法具有稳定性。

PWM控制下多电平混合逆变电路的脉宽调制及拓扑分析

PWM和多电平变换是在高压大功率电力电子变换中应用较多的两种技术 ,本文在试验一种新型混合逆变电路的基础上 ,通过分析PWM控制下的多电平混合逆变电路调制方法 ,提出了一种混合单元间电压比取值的方法 。

基于多电平变换逆变电路的拓扑分析

多电平变换逆变电路是一种新的、用于“清洁电力电子装置”的变换电路。本文指出实现多电平变换逆变电路的关键问题之一是电平钳位，并以此为依据将现有的多电平电路拓扑结构进行了分类。文中分析了基于“二极管或电容钳位”和“使用独立直流电源钳位”的两类典型多电平电路拓扑结构的优缺点，并在现有的“混合单元多电平逆变电路”单元结构基础上提出了一种新的、使用不同电压比的控制方式。

基于PWM逆变电路供电的永磁同步电机电压和电流的谐波通用型新算法

根据PWM逆变电路的工作原理和永磁同步电机特性,提出了一种能够考虑实际开关器件特性的永磁同步电机电压和电流谐波通用计算方法。该算法分析了PWM波形的通断时刻、基波周期与PWM逆变电路的调制方法、调制方式的数学关系,推导出电压谐波计算公式,然后结合负载类型和控制策略,又推导出了电流谐波计算公式。为验证该算法,先后搭建了电机及控制系统的Matlab/SIMULINK仿真模型和实验测试装置平台,进行了相关的仿真和实验研究,考虑到仿真数据和实测数据的离散性,采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT),将得到的DFT谐波与计算值进行对比,结果相互吻合,证明了理论分析的正确性。

双闭环控制的三电平逆变电路Simulink仿真实验

针对开环的三电平逆变电路稳定性差、动态响应慢、带载能力弱等问题,提出了电压、电流双闭环的控制方案。选取二极管箝位式三电平逆变电路作为被控对象,建立其在同步旋转坐标系下的数学模型,分别对电流环和电压环进行设计。电流环包括基于d、q轴的电感电流前馈解耦及PI参数的设计;电压环包括基于d、q轴的电容电压前馈解耦及控制器参数的设计。在Simulink仿真实验平台上,建立了双闭环控制的三电平逆变电路的仿真模型,分析了突变负载情况下双闭环控制的逆变输出电压和电流的仿真波形。

MATLAB在单相桥式PWM逆变电路教学中的应用

根据电力电子技术课程特点和教学现状,将Matlab软件引进电力电子技术课堂进行仿真教学,以单相桥式PWM逆变电路为例,搭建了逆变器仿真模型,详细介绍了PWM控制信号仿真原理和特性、开关管工作情况以及负载电压电流仿真波形分析,结果表明,应用Matlab仿真软件,能使分析过程直观化、理论结果可视化,对丰富电力电子技术教学手段、提高教学质量起到有效的促进作用。

单相PWM逆变电路的两种仿真模型建立

在多数逆变电路的仿真中,通常都是直接采用Matlab提供的PWM发生器,建立逆变电路的仿真模型,很少根据PWM产生的机理,建立PWM发生器的数学模型。对单相桥式逆变电路进行仿真时,建立PWM发生器的仿真模型并和Matlab下提供的PWM发生器的仿真模型进行比较,仿真结果表明,根据PWM产生的原理建立的PWM发生器仿真模型的正确性,为PWM产生模型的建立提供了更广阔的选择空间。

多电平逆变电路及相关问题分析

在简要介绍了电压型三相逆变电路的基础上,着重阐述了多电平逆变电路中常用的三电平逆变电路的工作原理,并结合脉宽调制技术(PWM)讨论了电路中遇到的问题及对策。

计及IGBT暂态特性的PWM逆变电路输出电压谐波分析

PWM逆变器以结构简单、控制灵活等优点广泛地应用于电力系统之中,但其IGBT暂态特性易受结温影响,导致PWM逆变电路输出电压易受温度影响而产生畸变。针对上述问题,文中首先确定IGBT暂态特性与结温关系;通过贝塞尔函数推导出IGBT开关延迟时间与PWM逆变电路输出电压谐波的数学关系;最后在Matlab/Simulink环境下搭建计及IGBT暂态特性的PWM逆变电路模型进行仿真。理论分析与仿真结果表明,IGBT开关延迟时间呈正温度系数关系;在计及IGBT开关延迟的情况下,PWM逆变电路输出电压新增直流与高次谐波成份,谐波总含量增大,电压总畸变率升高。

基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究

逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式PWM逆变电路的理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立单相桥式单极性控制方式下PWM逆变电路的仿真模型,通过动态仿真,研究了调制深度、载波频率对输出电压、负载上电流的影响;并分析了输出电压、负载上电流的谐波特性。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术教学和研究中提供了一种较好的辅助工具。

基于MATLAB的三相PWM整流/逆变电路仿真研究

介绍了PWM整流器的工作原理,它是组成高压直流输电系统的主要模块。基于Matlab/Simulnk平台搭建了三相PWM整流/逆变仿真模型,其能很好地模拟交流-直流-交流的转换过程,对进一步改善PWM整流/逆变的性能具有一定的促进作用。

基于独立主成分分析的PWM逆变电路的故障诊断

PWM逆变电路故障具有多发性和非线性相关性,对其准确检测的难度较大。为了提高PWM逆变电路的故障诊断性能,提出基于独立主成分分析的PWM逆变电路的故障诊断方法,采用电路输出信号测量方法进行故障状态特征检测,对采集的PWM逆变电路信号进行调理和抗混叠滤波处理,提取检测信号的独立主成分特征,实现故障识别。仿真结果表明,采用该方法进行PWM逆变电路故障诊断的准确检测性能较好,故障诊断可靠稳定。

基于神经网络的多电平逆变电路故障诊断

因含有大量的开关器件,多电平逆变器难以用基于模型的方法进行故障诊断。针对这一问题,提出了一种基于神经网络的故障识别和分类方法。采用载波相移脉冲宽度调制(PWM)策略搭建级联五电平逆变电路,对逆变器的输出电压信号进行快速傅里叶变换,获取其频谱并以此作为特征信息。利用反向传播算法(BP)神经网络对输出电压模式进行分类。Matlab仿真结果表明,本文设计的BP神经网络有效地实现了对逆变器的故障诊断。

半桥级联型五电平逆变电路的控制策略研究

近年来,多电平逆变器因其谐波含量小、器件应力小、等效开关频率低等优点,在中高压大容量电能变化场合拥有良好的应用前景,进而引起了人们的广泛关注。提出了一种新型的半桥级联型五电平逆变电路拓扑结构,该电路拓扑结构的优势在于仅依靠三种模块的合理组合,并控制电路的开关状态即可实现不同电压输出,满足系统输出多种电平的需求且三种模块均只包含开关管、极性电容和直流母线三类电子器件,详细叙述了该电路实现多电平的输出方式及工作原理,最后通过实验验证了该电路拓扑的可行性。

利用三相高频PWM逆变电路实现电网谐波补偿

本文基于电力无源滤波器的缺点,介绍了电力有源滤波器的基本工作原理和谐波电流检测电路,指出了电力有源滤波器的优点和目前存在的问题,说明了将有源滤波器和无源滤波器组合应用发挥各自的优点是今后电网谐波抑制技术的发展方向。

基于小波变换和神经网络的PWM逆变电路故障诊断

为了实现PWM逆变电路开路故障的诊断及定位,提出了基于小波变换和神经网络的开路故障诊断方法。该方法利用小波变换从输出电流中提取故障特征向量,并将故障特征向量输入建立的三层BP神经网络中进行训练,最后使用测试样本验证神经网络的故障诊断正确性。仿真结果表明,该方法能实现1只或2只功率器件的开路故障诊断及定位,故障诊断准确性高。

一种基于混合单元的新型串级逆变电路

串级逆变电路是在高压大功率电力电子变换器中应用较多的一种变换电路。作为这种电路的改进 ,基于“混合单元”的串级逆变电路在近几年得到了发展。在现有的串级逆变电路拓扑的基础上对混合单元型串级逆变电路进行了理论分析 ,提出并试验验证了采用电压比为 (1∶3∶9)的混合单元串级逆变电路 ,实现了最多达 2

多电平变换逆变电路拓扑分析

在众多新兴电子设备诞生后,为了满足其电路使用需求,创建了更为前沿的转换集成电路应用模式,其中最为典型的应用电路就是多电平变换电路。该电路在应用过程中存在一定的弊病,其中基于电平钳位所引发的逆变电路问题亟需解决。通过对多电平变换逆变电路拓扑研究背景进行阐述,分析了多种不同的多电平逆变电路拓扑结构,以期为今后的电路应用提供借鉴。

有源滤波器逆变电路的滞环比较控制策略

针对有源滤波器的逆变输出控制,提出了一种改进型滞环比较控制策略,该方案具有较好的动态响应速度,较高的控制精度,且使逆变电路具备充电功能,仿真结果表明,该控制策略能完全满足控制系统要求.