基于MPSO算法的特定谐波消除技术研究

目的对于级联H桥逆变器的调制,特定谐波消除技术具有开关损耗小,能够消除特定次谐波,变换效率高等优点,但传统粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)在求解消谐方程组时收敛性差,容易局部最优,提出一种改进的粒子群优化算法(Modified Particle Swarm Optimization,MPSO)。方法该算法用非线性惯性权重取代线性变化的惯性权重,并在非线性惯性权重引入混沌映射以产生随机性更好的随机量,新的惯性权重可权衡粒子的全局搜索和局部搜索能力,使粒子具有后期跳出局部最优的能力;另外,该算法优化了速度和位置的更新机制,以增强算法的收敛速度,并保证粒子在后期仍具有一定种群多样性优势。结果根据级联H桥型逆变器的非线性消谐方程组,在保证输出电压基波的前提下最大化降低目标次谐波,建立适应度函数,将MPSO算法应用于级联H桥型逆变器的SHEPWM,能够在1~1.2的调制度范围内得到优化的开关角,提高收敛精度和求解成功率。通过七电平CHB逆变器仿真平台验证了MPSO算法所求的优化开关角能够有效地消除5次、7次谐波。结论通过使用非线性惯性权重和优化粒子的速度和位置更新机制,可以增加开关角求解成功率,所得解可以有效地消除目标次谐波。

基于捕食策略遗传算法的3电平中点箝位型逆变器特定谐波消除脉宽调制技术

基于遗传算法(GA)的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术存在易早熟、易收敛于局部最优解等问题,影响了开关角度解的精确度。为此,提出了基于改进遗传算法的3电平SHEPWM控制技术。该方法通过采用捕食策略遗传算法(PSGA)对3电平SHEPWM方程组进行求解,解决了传统数值算法对初值的依赖性、标准遗传算法易早熟等问题,同时该方法可拓展到更多电平的SHEPWM方程组求解中。以1/4周期3角度SHEPWM方程组为例,给出了各个调制度下的开关角度轨迹,同时给出了较高调制度下的另1组可行解。算例结果验证了该方法的正确性。

PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究

在介绍了具有一系列优点的特定消谐技术数学模型的基础上 ,研究了其开关角非线性方程组的解法 ,分析了实际输出波形的谐波问题 ,提出了省略开关角对的优化策略 ;通过硬件电路的设计和实测 ,给出了实验结果 。

特定消谐式谐波抑制技术中过渡过程的分析

分析了特定消谐式谐波抑制技术（ＳＨＥＴ）过渡过程中死区时间、ＩＧＢＴ的开关时间对谐波幅值的影响，归纳了可采用的加入死区时间的几种方式，得出了对ＳＨＥＴ的应用具有工程指导意义的结论，为使ＳＨＥＴ更快，更好地应用于工程实际奠定了一定的基础。

多电平逆变器特定谐波消除控制技术研究

为了深入分析多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制技术的非线性求解法,建立了多种迭代算法求解模型,研究了模型求解特点,对传统数值算法在特定谐波消除求解时所体现的不足进行了分析和改进。以七电平逆变器为例,给出了各算法在不同调制波段下的求解情况,对各算法中一些参量的设置及消谐效果进行了比较。仿真结果证明了各算法求解结果的正确性。

统一潮流控制器中逆变器的特定谐波消去调制方法研究

以统一潮流控制器为研究对象,针对其逆变器输出的线电压中可能含有的谐波成分,设计出一种变压器接线方式,通过这种变压器接线方式,逆变器输出的线电压中的一些谐波成分将会被抑制。同时将特定谐波消去调制技术应用于统一潮流控制器逆变器的控制中,可将变压器接线方式所不能消除的谐波成分中的低次谐波成分消除掉。

特定消谐式变频电源实际输出波形的谐波分析

建立了特定消谐式变频电源实际输出波形的数学模型，通过计算，分析了实际输出波形中的功率开关管关断时间ｄ１、导通时间ｄ２、加入的死区时间Δ对基波及各次谐波的影响，为这种电源的设计提供理论依据。

特定消谐PWM在抑制相敏检波器谐波响应中的应用

为了提高相敏检波器的带宽,解决相敏检波器存在谐波响应的问题,通过分析各种不同频率信号输入时相敏检波器的输出情况,发现相敏检波器产生谐波响应的根本原因在于采用对称方波作为参考信号,提出了采用特定消谐PWM作为相敏检波器的参考信号来有效地抑制相敏检波器谐波响应的新方法。实验结果表明,相敏检波器的谐波响应被抑制了47dB以上,带宽上限提高了3倍。

三电平双模块并联协同特定谐波消除脉宽调制

针对中压大功率并网变流器开关频率低、并网电流谐波大等问题,提出适于中性点钳位型(NPC)三电平双模块并联网侧变流器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)分频段协同控制策略.通过在低频段控制双模块各自输出谐波为零,在高频段控制并网双模块输出总的谐波为零,有效地提高双模块并联系统电流谐波性能.为了抑制器件死区引起的并网电流中5次、7次谐波,引入频率自适应广义积分控制器.该控制器在离散域直接设计参数,避免数字化过程导致控制器性能偏差.仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性、优越性.

矿用高压级联变频器的特定谐波消去调制策略研究

将粒子群优化技术应用于计算矿用高压级联型变频器的开关角度,能够在较小的运算量的基础上保证所获得的特定谐波消去脉宽调制策略的开关角度全局最优化,实现特定次谐波的消去。以五电平级联H桥作为算例,通过仿真验证了粒子群算法的正确性和有效性。

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。

求解特定消谐变换器开关角度的并行完备算法

结式消元法在求解特定谐波消除脉宽调制变换器的开关角度时会遇到中间表达式膨胀耗尽内存的问题,为此文中提出基于多项式插值的方法,将结式行列式的展开转化为插值点计算和线性方程组求解2个步骤,并给出了该方法并行实现的主要流程。计算结果显示此方法能够有效避免中间表达式膨胀的问题,所能求解的开关点数大幅提升。针对开关点数为6的变换器,给出了全调制比范围内的开关角度,实验结果验证了所求开关角度的正确性。

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。

特定消谐式逆变器中窄脉冲的优化策略

特定消谐式逆变器在理论上能够有效消除谐波,但输出电压波形中的窄脉冲难以用硬件实现。根据功率器件开关延迟时间的具体要求,提出了展宽开关角对和省略开关角对相结合的窄脉冲优化策略。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、功率器件的开关损耗和总谐波畸变率较小的目的,从而为特定消谐式逆变器更好地应用于工程实际提供了有效的手段。

基于特定消谐PWM电流型逆变器的脉冲发生器

分析了特定消谐Selective H arm onic Elim ination,简称SH E)PW M 电流型逆变器的工作原理及其特点,并对SH E 非线性方程组的求解做了说明,在此基础上进行了电路的仿真分析。此外,还研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)的SH E PW M 脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令控制脉冲波形的偏移角度并发出PW M 脉冲,脉冲经光耦隔离和脉冲分配后驱动主电路IGBT 开关器件。

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。

基于消谐波技术的正交双相逆变电源的设计

采用基于消谐波技术通过直接数字合成正弦调制波(SPWM)和余弦调制波(CPWM)的正交双相信号,由单片机控制器控制波形存储器EPROM产生SPWM和CPWM,经过驱动电路控制逆变器,设计成正交双相逆变电源。电路结构简单,运行稳定可靠,输出电压波形无失真,可广泛应用于航空、航海、电力、铁路、邮电、医疗等诸多领域。

基于ABC-PSO的SHEPWM控制方法的优化

针对传统数值算法求解三相逆变器SHEPWM谐波模型时,难以确定初值,不易收敛等问题,采用改进的ABC-PSO算法求解三相逆变器消谐模型的开关角度,该算法求解出的开关角在同调制度下的线电压、线电流谐波更低,具有更低的总谐波含量。结果表明,在满足基波幅值要求下,输出的电压的5、7、11、13、17、19次及3的倍数次谐波基本为0,消除谐波效果更好,验证了ABC-PSO算法求解SHWPWM方程的可行性。

三电平逆变器SHEPWM的一种空间电压矢量合成算法

三电平逆变器的特定谐波消去脉冲宽度调制(SHEPWM)的开关角难于实时求解,而两电平的SHEPWM调制可由基本空间矢量SV组成的矢量序列实现。在三电平的空间矢量六边形所分解的两电平小六边形中,得出三电平SHEPWM所需的基本SV矢量切换状态表,推导基本SV矢量的作用时间,形成矢量序列,实现了三电平逆变器SHEPWM的一种电压矢量合成新算法,该算法中的开关角可通过基本SV矢量运算而直接生成且易于快速实现。

三电平逆变器SHEPWM多组解特性比较及实验

研究了应用于三电平NPC逆变器的特定消谐(Selective Harmonic Eliminated PWM,SHEPWM)技术。传统SHE均假设波形1/4周期对称,这有助于减小方程组的维数,但同时也减少了可行解的空间,而消除低次谐波并不严格要求波形1/4周期对称。针对1/4周期对称SHE,以N=7为例给出四组解,然后进一步研究1/2周期对称下的解,从理论上证明可以存在无数组解,进一步将其分为两种不同的类型。分析和比较了1/4周期对称解和1/2周期对称解的区别和联系,以及不同类型的解在谐波特性方面的差异,并通过实验进行了验证。