基于空间矢量和特定消谐脉宽调制的三电平逆变器调制方法

基于三电平高压逆变器中同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定消谐脉宽调制(SHEPWM)的混合调制方法,即高频时采用SHEPWM,低频时采用异步SVPWM,避免了低频时SHEPWM存储量变大和SVPWM在高频时谐波特性变差大的缺点,充分发挥了二者的优点,使逆变器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波,得到较好的输出波形。同时为保证切换过程中电流和电压没有跳变,提出了一种使得二者之间平滑切换的方法。最后,采用PSIM对基于SHEPWM和SVPWM的混合调制方法进行了仿真研究,并在实际NPC三电平逆变器控制平台上进行了实验,对所做的理论分析进行了验证。

一种三电平特定消谐脉宽调制的优化方法

在静止无功补偿装置的各种脉宽调制策略中,特定消谐是一种常用的方法。该文以三电平三单相配电网静止无功补偿器为研究对象,将数值方法求解三电平特定消谐开关角度的问题细分为两种情况,分别给出了各自适用的迭代初值公式。在此基础上,提出了一种开关角度的优化方法,使逆变器输出电压在较低的开关频率下获得更好的谐波特性。算例和实验结果均表明,该优化方法具有良好的收敛性,可以获得较好的消谐效果。

基于DSP的特定消谐脉宽调制波的实现

特定谐波消除是一种以消除某些特定谐波为目的的优化脉宽调制方法。与其它脉宽调制技术相比,具有消谐性好,输出波形质量高,电力电子器件开关频率低,开关损耗小,电压利用率高等特点。本文主要讨论利用DSP芯片TMS320F2812来实现特定脉宽调制波的方法并给出实现了的波形。

优化特定消谐 PWM 技术

本文提出了一种进一步减少特定消谐ＰＷＭ波形剩余谐波畸变率和改善剩余谐波频谱分布的新方法——优化特定消谐ＰＷＭ技术。这项技术在继承了特定消谐ＰＷＭ技术诸多优点的基础上克服了特定消谐ＰＷＭ技术剩余谐波含量大的缺点，使剩余谐波的第一波峰向后推移，有效地降低了输出ＰＷＭ波形的谐波畸变率。本文以消除谐波数Ｍ＝１３为例说明优化特定消谐理论，并通过计算机仿真验证了理论分析的正确性。这一技术在逆变电源、变频调速、无功补偿等领域具有广阔的应用前景。

一种新的有源滤波器优化特定消谐PWM技术

影响有源滤波器消谐特性的重要因素是充分减小特定消谐PWM波形剩余谐波含量及其改善剩余谐波的频谱分布。特定消谐PWM波形的剩余谐波含量较大,谐波频谱分布差是它固有的缺点。为了克服特定消谐PWM技术本身的缺点,提出了一种新的优化特定消谐PWM开关角的优化解法。利用独特的优化技术将剩余谐波的第一波峰向后推移,改善输出波形的频谱分布,综合抑制有源滤波器的电流畸变率,提高装置的效率。以M=13为例说明其优化原理,最后通过计算机仿真验证了理论的正确性。

特定消谐技术的优化

特定消谐技术具有一系列优点 ,可广泛用于变频调速、无功补偿、有源滤波等装置中 ,但这一技术在提高输出波形质量及效率时会遇到硬件实现困难的问题。文中提出了省略开关角对或省略窄脉冲的优化策略。理论分析和计算结果表明 ,所提出的优化策略可以达到硬件实现容易、功率开关管的损耗较小而消除谐波次数较多的目的 ,从而为特定消谐技术更好地应用于工程实际提供了有效的手段。

特定消谐技术中非线性方程组数值等效及求解方法的改进

针对非线性方程组求解过程中大量的三角函数计算影响求解速度、增大计算误差以及非线性方程组求解过程中初值选取困难、影响求解收敛性等问题,提出三角函数数值等效转化的方法,即将高倍角三角函数转化成单倍角三角函数,使得非线性方程组中不含三角函数,因此,在计算中避免大量三角函数的计算,减小误差,提高了计算精度。同时,在方程求解时引入同伦算法,利用该算法的大范围收敛特性,降低初值给定难度,加快求解速度。此外,基于提出的方法,给出了两组初值给定方法,并通过实际算例计算,验证了该方法的有效性。

特定消谐技术开关角计算方法的研究

基于三相半桥式电压型逆变器,研究了特定消谐(SHE)的数学模型。针对SHE开关角计算难度大的问题,给出了开关角计算初值选取方法。算例结果表明该初值选取方法能够实现迭代计算快速收敛,并得出了SHE的过调制特性。对SHE做了仿真实验,结果验证了利用初值选取方法计算的开关角对抑制特定谐波是有效的;该方法对SHE实用化有一定的参考价值。

特定消谐技术中展宽开关角对的研究

特定消谐式逆变器能够通过对方程组的计算对事先指定的谐波进行消除,因此在理论上能有效地消除谐波。开关器件的导通和关断都需要一定的时间,这使理想输出电压波形中的窄脉冲难于硬件实现。为了得到实际输出电压波形,根据开关器件通断时间的具体要求,提出了展宽开关角对的优化策略。展宽开关角对可分为向前展宽、向后展宽和对称展宽,其中对称展宽在降低谐波幅值和总谐波畸变率方面优于向前展宽和向后展宽。理论分析、数字仿真和试验结果表明,所提出的优化策略可以达到硬件实现容易和总谐波畸变率较小的目的,从而为特定消谐技术更好地应用于工程实际提供了有效的手段。

特定消谐PWM技术中省略开关角对的研究

为解决特定消谐（ＳＨＥ：ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＨａｒｍｏｎｉｃＥｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ）技术中提高电源输出波形质量与硬件实现难度之间的矛盾，根据开关角的分布规律，通过对省略几组间隔过小的开关角对的研究，达到了用较少的开关角消除较多次谐波的目的，从而提高了特定消谐技术的工程实用性。

基于改进PSO算法的优化特定消谐PWM技术

提出一种改进的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法,与传统PSO算法的区别是借鉴模拟退火算法,当微粒个体的适应值小于个体最优值时,以一定的概率接受为个体的最优值。这种处理可以增大算法的全局搜索能力,避免陷入局部最小值。应用改进PSO算法对特定消谐PWM的开关角进行求解,算例证明可以在更小的误差范围内找到方程的解。

实时求解特定消谐方程组的新算法

基于特定消谐脉宽调制技术 ,建立了消除特定谐波的非线性超越方程组 ,重点研究了实时求解非线性超越方程组的新算法 ,该算法在 DSP控制器上运行和仿真 ,实现了消除特定谐波的非线性超越方程组的实时在线求解 ,文中给出了仿真和实验结果。

PWM静止无功补偿器的多桥叠加消谐技术

本文详细推导了具有任意桥路数的 PWM静止无功补偿器 ( PSVC)采用多桥叠加技术消除谐波的内部机理。从理论上证明了 :通过多桥叠加 ,可以使各个桥路所产生的谐波电流部分地相互抵消 ,从而使补偿电流中的谐波含量大大减小 ;通过分析得出 :在满足相同谐波含量要求的情况下 ,开关频率与桥路数成反比。因此 ,在相同补偿容量下 ,多桥 PSVC的开关频率可以远远低于单桥的开关频率 ,从而使整个装置的开关损耗降低 ,效率提高。

特定消谐PWM开关角数值计算方法研究

本文建立了特定消谐PWM的数学模型，根据开关角非线性方程组的特点，提出了等效转化牛顿迭代解法，该方法剔除了直接牛顿选代过程中的三角函数计算，减少迭代过程中的截断误差，缩短了计算时间，使算法的效率得到较大的提高。

特定消谐脉宽调制开关角度的实解个数

为了解决特定消谐脉宽调制技术中开关角度非线性超越方程组的实解个数问题,利用三角函数倍角公式将非线性超越方程组转化为带不等式约束的多项式方程组,提出了一种基于半代数系统机器证明算法的实解分类方法.给出了N=3时的单相和三相逆变器以及N=4时的单相逆变器开关角度实解个数的完全分类,同时首次得到了分类边界点的解析解.理论推导和实验仿真结果表明:该方法能够从理论上给出调制比和实解个数之间的变化关系,对于开关角度的求解以及提高逆变器的消谐效果具有重要的指导意义.

三电平变频调速系统SVPWM和SHEPWM混合调制方法的研究

三电平中点钳位逆变器在高压大容量变频调速中得到了广泛的研究和应用。该文在三电平高压变频器中同时应用SVPWM和SHEPWM,即低频时采用异步SVPWM,高频时采用SHEPWM,避免了高频时SVPWM谐波特性变差和SHEPWM在低频时存储量大的缺点,充分发挥了二者的优点,使变频器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波,得到较好的输出波形。混合调制的难点在于衔接问题,文中分析了影响二者之间平滑切换的原因并提出了具体的解决方法,保证了切换过程中电压和电流没有跳变。采用PSIM软件对三电平SVPWM和SHEPWM进行了仿真研究,并在实际三电平变频器控制平台上进行了实验。仿真和实验结果证实了该文的混合调制方法在低频和高频都有较好的谐波特性,二者间的平滑过渡保证了混合调制的实用性,并已用于实际三电平变频器之中。

SHEP WM技术应用研究

重点研究了SHEPWM(特定消谐脉宽调制 )技术 ,建立了消除特定谐波的非线性超越方程组 ,论述了求解此非线性超越方程组的新方法 ,实现该方程的实时在线求解 ,进行了基于TMS32 0LF2 4 0 7芯片的控制电路的硬件和软件设计 。

基于曲线拟合技术的最优PWM开关角在线计算

针对PWM逆变器特定消谐(Selected Harmonic Elimination,简称SHE)技术中开关角求解难度大的问题,利用Matlab中的曲线拟合技术(Curve Fitting Technique,简称CFT)可在线计算开关角。为满足高压大功率应用领域的需要并实现波形的多重移相叠加,主电路采用级联多电平逆变器。研究了单相逆变器开关角初值计算的规律和求解开关角的方法,给出了单相多电平逆变器消谐PWM模型以及求解结果,实现了SHE技术的实时控制。通过Matlab仿真和DSP实验结果,验证了设计的合理性。

低谐波低损耗三相光伏并网逆变器设计

提出了一种低谐波低损耗的三相光伏并网逆变器设计方案。在全桥DC-DC变换器中采用零电流软开关技术解决开关损耗大的问题。在DC-AC逆变器中,采用特定消谐PWM技术使其逆变器的开关频率可减少大约50%,进而减少开关损耗。Matlab仿真实验证明该方案的可行性,为实际工程应用和产品化提供了理论依据和前期实验基础。

双极性SHEPWM技术在内燃机车主变流器的应用研究

简要阐述了双极性SHEPWM(特定次消谐脉宽调制)的数学模型,建立了消除特定谐波的非线性超越方程组,论述了求解此非线性超越方程组的新方法,推导了开关角计算关键参数。针对内燃机车主变流器主电路特点,进行了基于TMS320F28335芯片+FPGA的控制电路的硬件和编程设计。试验结果表明,在不同开关角之间切换时过渡处未出现电流波动,切换较平稳。