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。

载波相移SPWM级联H型变流器及其在有源电力滤波器中的应用

提出了基于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型变流器拓扑结构的结合。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,具有结构简单、传输频带宽、动态响应好等优点。文中将这种变流器用在有源电力滤波器这样大功率场合,在并联有源电力滤波器系统中,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可以得到充分的发挥;而载波相移PWM技术良好的谐波传输特性也可以得到良好的利用。仿真和实验结果表明基于CPS-SPWM技术级联 H桥型多电平变流器的SAPF系统能够在较低的器件开关频率下实现较好补偿效果,具有良好的工业应用前景。

基于载波相移的MMC电磁暂态仿真模型封装控制器设计

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)进行电磁暂态仿真时,面临着控制元件数量庞大、数据信号维数转换复杂等建模方面的问题。针对上述问题,提出了采用载波相移脉宽调制的MMC控制系统的高效建模方法。通过调用子程序实现经典控制器封装,解决了高维信号交互以及控制元件数量庞大的问题。通过控制模块自身重复调用等效子程序代替了建模过程中需要不断复制控制元件的过程,大大减少了仿真占用的计算资源。通过数组的形式进行多维数据交互,进一步简化了MMC建模过程。经PSCAD/EMTDC的仿真测试,提出的封装控制模型在降低建模规模的同时,具备与控制元件搭成的控制模型相同的精度。

载波相移SPWM技术传输带宽的研究

电力开关变换器的传输带宽直接影响变换器本身的性能,在某些对信号传输性能有特殊要求的应用场合(如有源电力滤波器中)甚至起着关键作用。载波相移正弦脉宽调制(SPWM)技术是一种适用于大功率电力开关变换装置的高性能的开关调制策略,在有源电力滤波器中有良好的应用前景。文中根据载波相移SPWM技术输入、输出的频域数学关系,得到了其传输带宽的确定办法。仿真和实验结果表明,这种办法所确定的传输带宽是准确、有效的。

电流型组合变流器载波相移SPWM技术研究

采用载波相移SPWM(CPS SPWM )技术的电流型组合变流器具有良好的系统性能。对电流型组合变流器的CPS SPWM技术进行了数学分析 ,给出了CPS SPWM技术的数字化实现方案 ,并建立了四模块的电流型组合变流器的实验模型 ,研究了载波比kc/km

基于PEM中性点移位载波调制可重构控制仿真研究

电力电子变换装置的重要发展方向是高电压大容量,多电平变换装置以电力电子模块(PEM)为基本单元,是实现高电压大容量的重要途径,可靠性是衡量模块化多电平变换装置优劣的重要性能指标。该文以电力电子模块多电平变换装置的可重构控制途径为基础,分析出了中性点移位加故障模块旁路重构法,计算出了多种故障状态下的中性点移位参数,提出了两种中性点移位载波调制(CPSPWM、SFO-CPSPWM)电力电子模块可重构控制策略,并进行了两种控制策略的对比仿真。仿真结果验证了两种载波调制可重构控制策略的有效性及正确性。

模块化多电平变流器(MMC)两种调制比较

模块化多电平变流器(MMC)在子模块数较少的情况下,其输出电压谐波成分较大,因此通过优化调制方式来改善输出电压的谐波成分具有重要意义。首先回顾了基于电容电压排序的直接调制法和基于载波相移的调制法的原理,重点对两种调制方式下的输出特性以及桥臂电压进行了比较,最后通过单相MMC平台对两种调制方式进行了实验研究。

模块化多电平换流器调制策略对比

对比采用不同调制策略时模块化多电平换流器输出波形的特性。模块化多电平换流器的调制策略,根据是否需要对子模块电容电压排序,可分为计算投入子模块个数调制策略和载波相移调制策略2类。在同一电平数下,采用不同调制策略会对模块化多电平换流器输出波形的各次谐波分布和谐波畸变率产生明显影响。当电平数升高时,不同调制策略对谐波畸变率的减少量也不同。

基于不同调制方式的三电平逆变器仿真研究

首先讨论了三电平二极管中点箝位型PWM逆变器电路拓扑,其次分析了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,并在Matlab/simulink中对三电平逆变器进行了仿真,然后分析了载波相移调制(CPS-SPWM)技术的基本原理,并利用这种调制方式在PSIM仿真软件中对三电平逆变器进行了仿真,仿真结果证实了SVPWM算法和CPS-SPWM实现方法是正确可行的。

SPWM调制方法对比分析

对比分析了三种正弦波脉宽调制(SPWM)控制方法,指出各自的优缺点及应用,给出了一些数学模型,并对基于载波相移的 SPWM(CPS-SPWM)技术进行了较为详尽的分析。

多电平变流器调制策略分析及对比

随着电力电子设备功率的增大,多电平变流器的应用日益广泛。从变流器输出谐波特性、开关频率、动态输出特性及传输带宽等方面对多电平的开关调制策略进行了分析对比,总结了各自的优缺点及其应用场合,突出了载波相移调制方法的优势。

CPS-SPWM调制方法在H桥多电平变流器中的应用

H桥多电平变流器在众多多电平变流器拓扑中具有器件需求量最少、易于模块化、数字化、易于采用软开关技术等优点。详细讨论了H桥多电平变流器的几种基本结构和用载波相移正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)策略实现多电平的方法。并以TMS320LF2407 DSP为硬件平台,控制级联3-H桥。实验验证了级联型H桥变流器和CPS-SPWM结合的巨大优势。

基于CPS-SPWM调制的级联H桥有源电力滤波器研究

本文介绍了载波相移脉宽调制适用于大功率场合的理论依据,讨论了级联H桥多电平变流器较其他形式变流器的优势,采取了载波相移脉宽调制在级联H桥变流器的实现方法,采用基于CPS-SPWM调制级联型多电平变流器的并联电力有源滤波器的拓扑结构,探讨了三相瞬时无功功率理论在检测层面的应用,并对其进行仿真和分析。仿真结果表明,在较低的开关频率下,基于CPS-SPWM调制级联H桥并联型APF可以对负载谐波和无功功率进行准确、有效的补偿。

基于载波相移双边带调制的可调谐光电振荡器

设计了一种利用载波相移双边带调制(CPS-DSB)系统实现宽带频率可调谐的光电振荡器(OEO)。其中CPS-DSB系统由3dB耦合器、π偏置Mach-Zehnder调制器(MZM)及可变移相器(VPS)组成,并与线性啁啾光纤Bragg光栅(LCFBG)完成可调谐微波光子滤波器(MPF)的功能。通过调整VPS的相位可完成MPF中心频率的调谐,进而实现OEO振荡频率的调谐功能。理论分析和仿真实验表明,通过调谐VPS的相位可实现振荡频率大范围调谐。

电压分层控制的H桥级联有源滤波器研究

为了研究应用于中高压领域的有源电力滤波器(APF),建立了3级H桥级联APF数学模型,采用载波相移调制技术将装置的等效开关频率提高6倍,基于瞬时无功功率理论提取谐波及无功电流,采用三角载波比较法跟踪指令电流,直流侧电压采用分层控制来实现稳压和均压。仿真结果表明,H桥级联APF能够快速精确地检测出谐波及无功电流,在器件开关频率1.05 k Hz下补偿谐波及无功电流,将电网相电流THD由27.66%降至1.24%,同时维持直流侧电压的稳定和均衡,使电压误差率不超过2%。系统能在1个电网周期内响应负载的动态变化,从而验证了方案的可行性。

单极倍频CPS-SPWM传输带宽的研究

载波相移技术已广泛应用于多电平变流器的开关调制策略。同等条件下,单极倍频相较双极性可获得好的带宽性能。而传输带宽作为评价多电平变流器的关键性能指标,在有源电力滤波器谐波治理等特定场合下,显得尤其重要。在阐述单极倍频式载波相移技术工作原理的基础上,利用双重傅里叶变换详细推导H桥级联变流器的输出电压解析式,通过定义噪声容限来确定贝塞尔函数阶数。进而对单极倍频载波相移技术的传输带宽进行研究,得到其传输带宽定量表达式。最后,通过仿真和实验验证了所推导单极倍频式载波相移技术传输带宽的准确性和合理性。

一种单级三相Cuk三电平逆变器研究

该文提出一种单级三相Cuk三电平逆变器。该逆变器由Cuk飞跨电容型三电平DC-DC变换器进行三相拓展而构成。借助于Cuk变换器可升降压的工作特性,该逆变器具备实现升降压逆变的能力,同时兼顾三电平逆变器在中高功率应用场合中的优势。此外,本文采用载波相移调制方式,实现了飞跨电容的电压自平衡。首先介绍该逆变器的拓扑结构与调制方式,然后分析该逆变器在载波相移调制方式下的工作模式与工作特性,并在此基础上推导电路稳态数学关系与输入输出电压增益。最终确定电压闭环的控制策略,并通过仿真与实验结果验证该逆变器可实现单级升降压,且输出电压增益范围宽,适合应用于可再生能源发电领域。

小容值单相H桥级联型STATCOM纹波电流分析

采用薄膜电容的小容值单相H桥级联型STATCOM具有高可靠性的优点,但容值减小会造成直流侧波动电压随补偿容量增大而变大,而直流侧波动电压对STATCOM电流纹波又具有直接的影响。为明晰容值减小对H桥级联STATCOM纹波电流的影响,文中对单相小容值H桥级联型STATCOM系统电流纹波进行研究。基于单相小容值H桥级联型STATCOM控制系统,采用时序分析的方法建立载波相移脉宽调制的电流纹波表达式,通过数值分析定量研究容值对电流纹波的影响。研究结果表明,电容容值减小不会增大纹波电流。仿真实验验证了理论分析的正确性,为单相小容值H桥级联型STATCOM的设计提供理论参考。

6kV级联型STATCOM关键技术的研究

研究了级联多电平STATCOM的主电路拓扑结构以及单极倍频载波相移调制原理,设计了STATCOM控制系统。在Matlab/Simulink软件中,搭建了6 kV级联8个H桥变流器的STATCOM,仿真表明STATCOM能够快速跟踪负载的变化实现动态无功补偿。开发的±2.8Mvar、6 kV级联型STATCOM装置在山东能源枣庄矿业集团有限责任公司蒋庄煤矿地面6 kV变电所投入运行,通过实地测试,验证了STATCOM具有优越的无功补偿功能。

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。