级联型多电平变流器新型载波相移SPWM研究

将单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)引入到级联型多电平变流器中,提出一种新型载波相移SPWM策略。该策略较传统的载波相移SPWM可以节省一半的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲发生器,对级联型多电平逆变器的数字化实现有重要的理论和实用价值。给出新型载波相移SPWM的2种调制方式,分别推导频域调制模型,并对其谐波特性进行分析、比较和仿真验证。仿真结果表明,对于单相系统,2种方式基本相当;对于三相系统,方式二的谐波特性更好。分析新型载波相移SPWM技术的热稳定性问题,并给出其解决办法。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。

基于载波相移SPWM的级联型多电平变流器及应用

文中提出的基于载波相移(CPS-SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平交流技术的优点,因而有良好的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。

组合变流器载波相移空间向量调制(CPS-SVM)技术

研究了高压大功率变频调速逆变器中3电平逆变器频率调制技术,综合相移SPWM组合变流器的拓扑结构与空间向量调制(SVM),提出了组合变流器载波(CPS)相移CPS-SVM技术。该技术不仅具有相移SPWM的优点,而且具有普通sVM技术所具有的器件开关频率降低1/3、直流电压利用率提高15％及便于数字实现等优点。

一种新颖的组合变流器载波相移SVM技术

在变流器相移SPWM技术基础上,提出了载波相移空间矢量调制(CPS-SVM)技术,并给出了具体的实现方法。这种技术能够在较低的器件开关频率下实现较高开关频率的效果,通过低次谐波的相互抵消提高等效开关频率而不是简单地将谐波向高次推移,因而具有良好的谐波特性。与载波相移SPWM技术相比,CPS-SVM技术具有电压利用率高、开关频率低、易于数字实现等优点。

基于相移SPWM技术的级联型多电平变流器

介绍一种基于相移 SPWM技术的级联型多电平变流器并给出了仿真结果。这种变流器与传统多电平变流器相比较 ,所用的开关器件数少 ,负荷均衡 ,输入输出线性度好 ,具有良好的控制特性。

高压变流器同步相移SPWM技术的仿真研究

级联型变流器是目前中高压大容量变流器的研究热点之一,载波相移SPWM技术是级联型变流器普遍采用的方法;该文在载波相移SPWM技术的基础上提出了一种同步相移SPWM技术并进行了仿真分析。同步相移SPWM技术在不降低系统性能的前提下,大大简化了计算,在中高压级联型变流器的实际应用系统中,具有非常明显的优势。

组合变流器降低开关损耗的SVPWM技术研究

为了降低开关器件开关的频率和损耗,采用相移采样SVPWM技术并根据减小最大开关电流的原则,提出了根据负载电流的相位动态调整各个变流器单元注入的零序分量,使不开关区间尽可能接近负载电流最大的区间的方法以降低各开关器件的最大开关电流,减小组合变流器的开关损耗。理论分析和PSCAD/EMTDC数字仿真证明所提方案正确有效。

CPS-SPWM技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法

CPS-SPWM技术是多重化技术和SPWM技术的有机结合。该技术能够在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,通过低次谐波的相互抵消提高等效开关频率,而不是简单地将谐波向高次推移,因而具有良好的谐波特性。具有独立电源的级联H桥多电平变流器具有每个H桥单元结构相同、所用元器件数少、易于实现电路的模块化设计和封装等一系列优点,因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。重点提出了基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器,是CPS-SPWM技术与级联H型变流器拓扑结构的结合,同时具备二者的优点,在大功率变流器领域具有很好的应用前景。

CPS-SPWM级联型多电平变流器

基于载波相移(CPS-SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有广泛的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略。从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础。同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证。基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步。实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景。

基于级联H桥五电平变流器SAPF的应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了基于无差拍控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了SAPF系统在低开关频率情况下,能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。

一种新型四象限多电平变流器

提出了一种新型四象限多电平变流器拓扑结构,由级联H桥型整流器、中频变压器和级联H桥型逆变器三部分构成。建立了变流器的能量传输模型,提出了相应的控制方法和调制策略;分析了输入侧变换器的输出电压模型,给出了相应的调制算法流程。阐述了各中频H桥的工作相位的作用,即达到了控制各电容电压平衡的目的,实现了变流器的四象限运行。实验结果验证了拓扑结构和控制方法的正确性。所提变流器拓扑结构省去了传统的工频变压器,降低了变换器体积和重量,可以应用于高压大容量场合。

准优化PWM技术在级联型多电平变流器中的应用

级联型多电平变流器是目前高压变流器的主要拓扑结构之一,载波相移SPWM技术是级联型多电平变流器普遍采用的方法,但是这种方法的一个缺点是直流电压利用率较低,为了提高级联型多电平变流器的直流电压利用率,将准优化PWM技术应用于载波相移SPWM技术中,通过分析并利用MATLAB进行仿真,验证了这种方案的可行性。

基于载波移相技术的SVG控制策略研究

H桥级联拓扑结构SVG及其控制策略的研究是当前无功补偿装置研究的重要方向。介绍了级联H桥五电平SVG的控制方式以及载波相移调制技术在SVG中的实际应用。通过Matlab/Simulink仿真工具对2个H桥级联型系统的输出电压波形以及补偿前后系统的电压/电流波形进性比较。实验分析结果证明了控制方法的正确性和载波移相技术在SVG控制中的可行性。

几种适合于有源电力滤波器的控制策略的对比分析

针对几种适合于有源电力滤波器(APF)控制方法的对比分析,指出了它们各自的优缺点及应用范围。主要介绍了一种能够在低开关频率下实现大功率变流器SPWM技术的组合变流器载波相移SPWM(CPS-SPWM)控制方法。

CPS-SPWM在级联型有源电力滤波器中的应用

提出了基于载波相移-正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术的级联H桥型多电平变流器,它是CPS-SPWM技术与级联H桥型变流器拓扑结构的结合,同时具备二者的优点,在大功率变流器领域具有很好的应用前景。文中给出了载波相移技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法,并将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中,对直流侧总电压闭环电压控制的原理进行了验证。仿真和实验结果表明,该并联型APF系统在低开关频率情况下能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。

多模块APF并联系统高频谐波环流分析与控制

有源电力滤波器(APF)的高频开关谐波由于通常不包含在电流闭环控制回路内而表现为电压源特性,造成多模块APF模块间的高频谐波环流,增加了系统功率损耗,降低了系统稳定性和控制精度。针对上述问题,对多模块APF并联系统高频谐波环流进行研究,通过构建系统高频谐波环流数学模型,详细分析了环流的形成机理及其影响,并分析了模块输出滤波器(OF)对环流的影响。最后,提出一种多模块APF协调控制方法,以抑制系统高频谐波环流。理论分析和实验结果表明:各模块SPWM载波不同步是高频谐波环流的主要成因;高频环流不流入电网系统;OF能抑制各模块高频谐波电流的非环流分量,而对于环流分量并无明显的抑制效果,相反会降低系统的稳定性;所提模块化APF并联协调控制方案可有效抑制系统的高频谐波环流。

电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究

研究了基于倍频载波移相 SPWM和电压电流双闭环瞬时值反馈技术的级联逆变器。采用倍频调制技术提高了逆变器的等效开关频率 ,减少了滤波元件。采用瞬时值控制技术可以加快系统的动态响应和提高非线性负载适应能力。在电流控制环中 ,用电容电流反馈取代传统的电感电流反馈可以显著提高系统的外特性硬度。仿真和试验验证了电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器具有优良的稳态和动态性能。

新型模块化多电平变换器的PWM控制

新型模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)通过子模块电压叠加输出高电压,输出电压谐波含量少,且无需额外的滤波器和变压器,十分适用于轻型直流输电系统中。由于MMC各桥臂级联多个子模块,各子模块中通过对直流储能电容器的双向PWM斩波输出需要的电压,这就需要对各子模块电容电压进行平衡控制。基于MMC的工作原理,提出了一种经过优化的载波移相SPWM调制策略和子模块电容电压平衡控制策略。通过PCAD/EMTDC仿真软件对所提出的控制策略进行了验证,证明了该策略的可行性和有效性。

基于DSP的单相桥式级联逆变器SPWM的研究

级联型多电平逆变器拓扑及其控制策略的研究和实现是当前高压大功率电能变换器实现的重要环节。文章介绍了2H桥级联五电平逆变器的主电路,采用了载波相移PWM法对其控制,分析了电路的工作原理和控制规则,推导出了输出电压的解析表达式;采用TI公司DSP芯片TMS320F2812控制器设计实现了控制电路。对2H桥级联型五电平逆变器的输出电压波形和频谱的实验分析结果验证了理论分析的正确性,证明了控制方法的正确性和DSP实现载波移相技术的便捷性。