基于谐波注入法的级联型逆变器谐波消除研究

为了减小H桥级联多电平逆变器输出电压波形中的低次谐波含量,对通过控制各H桥开关角实现级联逆变器谐波消除的方法进行了深入研究。针对解方程组消除特定谐波中高次多变量方程组难于求解的问题,提出一种基于谐波注入法消除谐波的方法。其以等面积法和谐波注入为基础,利用该方法,不论多少阶梯电压波形,仅需解几个简单的方程和进行数次迭代就可以有效减小各次谐波。最后在五H桥级联型逆变器上进行仿真与实验研究,结果验证了本文所提方法的正确性。

采用三次谐波注入法的多电平级联H桥逆变器

阐述了级联H桥七电平逆变器拓扑结构和工作原理,分析了比较多电平逆变器常用PWM调制技术的优缺点,得出采用三次谐波注入方法控制多电平逆变器具有两个突出优点:电压调制度可以达到1.15;由N个单元组成的H桥逆变器的负载电压等效开关频率是每个单元开关频率的N倍.通过Matlab/Simulink/仿真软件和DSP实验装置对三次谐波注入法多电平逆变器进行了仿真和实验研究,结果验证了该方法的正确性和可行性.

基于自适应谐波注入法的PMSLM谐波抑制研究

为了消除电机参数扰动对谐波抑制效果的影响,提高谐波抑制的准确性,采用改进后的谐波注入法即自适应谐波注入法实时抑制永磁同步直线电机(PMSLM)控制系统中的谐波电流。首先,建立谐波电流中主要谐波成分的稳态电压方程。然后,在谐波注入法的基础上,引入模型参考自适应参数辨识(MRAI),构成自适应谐波注入法,并搭建自适应谐波抑制环。其中MRAI可以在线辨识电机运行中电感、电阻和磁链值,并将辨识结果反馈至谐波抑制环节,从而可以避免电机运行过程中参数变化对抑制谐波的影响,提高谐波抑制的准确性。最后,仿真和实验验证了所采用方法的有效性和准确性。

基于特定次谐波注入法的变频装置谐波抑制研究

变频装置作为目前广泛采用的一种节能驱动电路,因其调速性能良好,在工业领域特别是机床和机器人自动控制方面得到了广泛应用。变频装置由非线性开关半导体元件构成,引起输出电流含有多次谐波,而常规变频器并未对谐波进行抑制。针对变频器产生的高次谐波,提出一种在SPWM正弦信号中注入高次谐波补偿信号的方法,从而对特定次谐波进行抑制。通过MATLAB/Simulink仿真和实验验证此方法能够降有效去除特定次谐波,降低谐波畸变率,提高输出电流电能质量。

基于谐波注入法的并网逆变器网侧阻抗识别

随着大规模光伏系统接入电力系统,光伏系统和电网之间的相互影响日益凸显,尤其当光伏系统与弱电网连接时,威胁着电网的稳定运行。研究在大功率三相并网光伏逆变器中如何利用谐波注入法进行电网阻抗识别,并对影响阻抗测量精度的电网频率测量误差、滤波电容、采样电路延迟等进行分析,最后通过实验对电网阻抗测量的可行性与正确性进行验证。研究结果表明,阻抗测量结果误差小于3%,精度达到设计要求。

双谐波注入的弱电网阻抗在线检测方法

弱电网的主要电气特性之一为高电网阻抗,电网阻抗的增大会改变控制系统受控对象的模型阶数,影响逆变器控制环路增益、带宽和控制性能,对光伏逆变器并网电能质量和稳定运行带来不利影响.为实现电网阻抗的在线检测以进一步优化逆变器控制策略,以弱电网下单相光伏并网逆变器为研究对象,在对其控制系统进行建模与分析基础上,研究基于谐波电流注入的电网阻抗在线检测方法.首先从理论上对单谐波电流注入法和双谐波电流注入法进行对比分析;进而从仿真角度对两种方法在检测精度、逆变器并网电流THD值影响方面进行验证;最后选定双谐波电流注入法作为主要研究方法,该方法周期性地向电网注入两种不同频率的谐波,利用检测元件获得并网点处的电压和电流信息,经由傅里叶分析处理后可得电参量中所包含的特定次谐波分量,进一步计算可得电网阻抗的实时值.实验结果表明:双谐波电流注入法可以实现对电网电阻和电感的准确辨识,与传统单谐波注入法相比,该方法不仅无需计算相角信息,同时具有更高的检测精度.

级联多电平STATCOM的三次谐波注入PWM法

讨论了一种优化的脉宽调制方法,即三次谐波注入法,应用在级联H桥型STATCOM的主电路中,使直流电压利用率和开关损耗两个指标同时优化。首先阐述了三次谐波注入法的基本原理,再通过仿真对比试验得出这种优化方法可以提高调制比最高至1.15,进而提高直流电压利用率。

基于双谐波注入的电网阻抗检测方法研究

孤岛检测是分布式并网发电系统的基本功能,快速准确的孤岛检测是分布式发电系统安全运行的必要前提。为了应对可能出现的孤岛运行,提出了一种基于双谐波电网阻抗测量的孤岛检测技术,即通过并网逆变器向电网中周期性地注入高频谐波电流,检测并网点的并网电流与电压并作离散傅里叶变化,获得包含注入谐波频次的谐波分量,计算得到并网点的阻抗值。仿真结果表明与传统的单谐波电流注入法相比,双谐波电流注入法电网阻抗检测精度更高,该方法能够快速有效地实现检测且具有较高的工程实践实用价值。

抑制大功率整流电路谐波的三次谐波电流注入法

为消除和减少大功率整流电路中高次谐波对电力系统的危害,必须对此类整流电路所产生的谐波加以抑制和削弱。文中介绍了三次谐波电流注入法的起源、发展及基本原理。该方法是抑制三相二极管桥式整流器中谐波的新方法。文中还分析了输入电流的特性,最后对该方法的发展进行了展望。

基于谐波注入滤波法的单相整流电路的仿真研究

电气化铁路电力机车产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源之一。介绍了基于无源谐振电路的谐波注入滤波法,其基本思想是在电力机车整流电路交流侧的方波电流中叠加二次谐波电流,这样可明显地降低交流侧电流的谐波含量,并且使谐波畸变率明显降低。通过对SS4型电力机车整流电路的二次谐波注入滤波法的详细分析,并经过MATLAB仿真,验证了该方法可以取得良好的滤波效果。

基于三次谐波注入的SVG控制策略研究

H桥级联星形静止无功发生器(SVG)通常采用传统的载波移相正弦脉宽调制(SPWM)技术,存在直流电压利用率不高,电网过压过高时存在过调制的问题。将3次谐波注入法引入H桥级联星形SVG,可有效提高直流电压利用率,但输出电流将出现特征次谐波,为此提出了专用的输出谐波电流抑制策略。通过整机实验,有效验证了所提控制策略不仅可以提高直流电压利用率还可以抑制由此带来的输出谐波电流问题。

一种抑制整流桥谐波电流的新方法

在传统谐波注入法的基础上提出了一种改进法，即在整流桥输出端与整流变压器副方中性点间引入3次谐波滤波器，使输出端的3次谐波注入到变压器中去，从而改善变压器原方电流的波形。试验结果表明，该方法是可行和有效的。

三相PWM整流器直接电流控制中进行SAP WM调制的新方法

本文提出一种在PWM整流器直接电流控制中采用零轴谐波注入法进行SAP WM(Saddle Pulse Width Modulation)调制的新方法。利用傅立叶级数分析了SAP WM调制波的谐波成分,并构造了与这些谐波成分相等效的三角波函数。阐述了在零轴注入三角波实现SAP WM的控制方法。仿真和实验结果证明了所提出方法的正确性。

一种航空三相中频PWM整流器SAPWM实现方法

与传统无源滤波和多脉冲整流技术相比,脉宽调制(PWM)整流可实现输入电流和输出电压的闭环控制,代表了高性能AC/DC变换器的发展方向。近年来,PWM整流技术有了很大进展,已得到广泛应用。结合航空整流技术要求,提出了一种新颖的航空三相中频PWM整流器鞍形波脉宽调制(SAPWM)的实现方法,使该变换器能在中频下很好地工作。采用一种新颖的3次谐波注入法实现SAPWM,达到与空间矢量脉宽调制(SVPWM)一样的效果,能够提高直流电压利用率并减少电流谐波含量。实验结果证明了所提出方法的正确性。

电机驱动电路高次谐波抑制研究

交流电机驱动单元目前广泛采用变频装置,因其节能效果良好,调速精度高等优点,得到越来越广泛地应用。但是因为变频驱动电路含有大量非线性的开关半导体器件,导致输出电流含有大量高次谐波,对负载造成干扰。本文首先分析变频驱动电机产生高次谐波机理,通过数学建模得到高次谐波表达式;接着为了抑制变频驱动电路产生的高次谐波,提出一种基于特定次谐波注入法的谐波抑制方案,即在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该方案能够有效降低变频驱动电路产生的特定次高次谐波,降低谐波畸变率,减少交流电机转矩脉动,提高输出电流电能质量,保证电机稳定运行。

SPWM的谐波及抑制

本文对SPWM的谐波及其分布规律进行了分析,讨论了SPWM逆变器的主要参数对谐波频谱变化的影响,归纳了工程实际中采用的几种谐波抑制方法。

改进型准Z源逆变器

为了解决传统Z源逆变器升压能力有限、阻抗网络中电容电压过大、输入电流不连续等问题,提出了一种改进型准Z源逆变器——开关电感升压型准Z源逆变器(SB/SL-q ZSI)拓扑。该拓扑除了具有传统准Z源逆变器的优点外,还实现了任意倍数的升压;相同电压增益下,降低了电容电压应力;较小的直通占空比即可获得较高的升压因子,增大了调制比范围,提高了输出电能质量和系统稳定性;同时新拓扑减少了电感和电容器件的使用,降低了系统的体积和重量。运用伏秒平衡法对其进行了理论分析,并采用3次谐波注入调制策略进行了仿真和实验,结果证明了新拓扑的正确性和优越性。

中点钳位型三电平逆变器通态损耗分析

研究了中点钳位型三电平逆变器通态损耗的一种简单计算方法。根据电流、电压关系确定器件导通规律,进而计算出器件导通占空比,由此推导出用于分析计算的导通损耗表达式。该表达式与器件静特性、功率因数、调制度及负载电流有关,利用其计算不同载波调制下通态损耗时只需改动导通占空比。另外,采用该损耗模型对正弦波调制和三次谐波注入法调制下的三电平逆变器通态损耗进行了分析比较,所得结论为三电平逆变器损耗研究奠定了基础。

基于HF-HHT的暂态扰动信号分析

文中引入了一种基于高频谐波注入法的希尔伯特黄变换(HF-HHT),以此来克服经验模态分解在电力系统暂态扰动信号检测中出现的模态混叠现象。该方法通过设置注入高频信号的频率,结合HHT,对暂态扰动信号进行分析,达到了抑制模态混叠的目的。HF-HHT的关键在于高频谐波注入频率的选取,文中通过理论分析和仿真实验得出有效且普适的频率选取原则:当注入高频谐波频率在以原信号高频成分的最大频率1/2倍为中心,上下波动在基波频率1/2倍范围内时,HF-HHT普遍有效。并对实测电能质量信号进行分析,验证了该方法在电力系统暂态扰动信号检测中的有效性和普适性。

HF-EMD频率选取原则及在暂态扰动检测中的应用

经验模态分解在处理电力系统暂态扰动信号时存在模态混叠的问题,基于高频谐波注入法的经验模态分解(简称HF-EMD)是一种简单高效的改进方法。该方法的有效性依赖于高频谐波频率的选取,而目前并没有有效的频率选取原则。着重对此问题进行了系统的研究,并通过理论分析和大量仿真试验得出了一个具体有效的选取原则:当所注入的谐波频率在原信号高频成份的最小频率与该最小频率增加1/2倍基波频率的范围内时,HF-EMD普遍有效。对PSCAD模型仿真电能质量信号和变电站复杂实测扰动信号的分析表明,该原则具有高效性和普适性,能够有效提高暂态电能质量扰动信号的检测精度。