一种单相三电平SVPWM调制与载波SPWM内在联系

针对单相三电平二极管钳位(NPC)电压型整流器,为了减小其开关切换次数和开关切换损耗,本文提出了一种单相三电平空间电压矢量调制(SVPWM)方法和一种基于零序分量注入的单相三电平单极性载波叠层的正弦脉宽调制(TLC-SPWM)调制方法。分别给出了该SVPWM的详细设计方法和该TLC-SPWM的零序分量设计方法。并通过理论分析和计算,证明该SVPWM与该零序分量注入的TLC-SPWM本质上为同一类脉宽调制方法,仅实现方式不同。与传统的单极性TLC-SPWM相比,这两种调制方法能够有效地减小开关切换次数,从而减小开关切换损耗。最后,分别搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于TMS320F2812为控制器的1.3kW实验样机,仿真和实验结果都验证了该SVPWM算法及其中点电位控制的可行性和有效性。

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。

基于载波移相SPWM的级联多电平逆变器输出特性研究

级联多电平逆变器是最适合在高压大容量环境下应用的逆变器拓扑,论文首先讨论了基于该拓扑的载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术,接着研究了直流侧电容不均压对基于CPS-SPWM的级联多电平逆变器输出特性的影响,最后通过仿真和实验对该逆变器的输出特性进行了分析,理论计算、仿真和实验结果相符,并得出了基于CPS-SPWM的级联多电平逆变器能大幅提升等效开关频率,对直流侧电容均压要求宽松的结论。

基于综合调制方法的高频电源设计

针对某些特种电气设备的测试需求,设计了一种大功率高频电源。该电源采用H桥级联的方式形成五电平拓扑,采用综合调制方法,包括双极性PWM调制、载波移相SPWM调制以及变载波频率PWM调制技术,从而有效避免了同步调制低频时输出谐波大及异步调制无法兼顾高频与低频输出精度的问题,使电源具有良好的谐波特性,满足了电源在全频率输出范围内的输出精度。对于H桥级联拓扑可能存在的直流电压不平衡问题,设计了一种精简而又在工程上可靠应用的方法。所设计的高频电源已经现场应用于模拟直线发电机的场合,证实了设计方案的可行性。

一种二极管箝位级联拓扑在直驱风电系统中的应用研究

随着风电机组单机容量的不断增大,多电平变流器的应用得到了广泛关注。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,对其在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中的应用进行了初步探索。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法,能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制,可以进一步提高等效载波频率,降低器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

大容量并网系统中新型组合七电平逆变器的研究

为了解决新能源大容量并网接口电路中多电平逆变器使用的器件多、电路结构复杂的问题,笔者构建了一种简化的新型组合七电平逆变器拓扑,同时设计了适于该拓扑的四载波交错SPWM调制策略及四载波层叠调制策略。通过MATLAB/Simulink软件对新型组合七电平逆变器进行了仿真,并与传统的二极管钳位式七电平逆变器在相同的仿真条件下作了对比分析,其结果:前者基波电压幅值为240.8 V,后者基波电压幅值为160.3 V;两种电路拓扑的输出电压谐波畸变率(THD)分别为23.71%和23.64%,两者的谐波分布情况基本一致。由此验证了该简化拓扑及调制策略的可行性与有效性。

基于Matlab的级联型高压变频器VF控制仿真平台研究

以级联型高压变频器(CAS-HVI)系统拓扑结构及功率单元结构为对象,通过Simulink构建功率单元组、移相变压器系统以及基于载波移相SPWM(CPS-SPWM)调制原理的PWM发生器子系统,形成基于VVVF控制的CAS-HVI仿真平台。利用该平台分别对突加减负载时功率单元的输入电流、母线电压、母线电流、输出电流的变化进行定性分析,并对相间短路极端故障情况下的功率单元状态进行定性分析。该仿真平台不但能提高CAS-HVI系统的开发安全性以及开发效率,有效降低开发成本,同时也展示了仿真的高效性及便利性。