级联H桥整流器输出电压平衡控制策略研究

对传统的比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了建模分析,给出了电压平衡比例积分(PI)控制器的参数设计公式。由于级联H桥整流器(CHBR)各级电路输出电压的平方与输入电流成线性关系,因此在比例式脉冲补偿电压平衡控制的基础上,采用输出电压的平方作为控制量,提出了输出电压平方反馈的电压平衡策略,该策略由于引入了可变比例环节,可加快系统的动态响应速度,减小误差,提高负载切换时的动态性能。最后,利用三级CHBR的仿真模型和实验平台对所提策略与传统策略进行了比较测试,测试结果表明所提策略在切载后各级输出电压间的最大压差降低了13 V,调整时间缩短了63 ms,证明了所提策略的正确性和有效性。

考虑输出电压平衡的三相四开关逆变器SVPWM过调制策略

针对三相四开关逆变器(TPFSI)电压输出能力受限,且传统过调制方法存在输出三相电压基波幅值不平衡的问题,提出一种考虑输出电压平衡的空间矢量脉宽调制过调制算法。首先,推导三相四开关逆变器输出平衡三相电压的约束条件;然后,根据调制比的大小,将过调制区域分为三部分,即过调制Ⅰ区、过调制Ⅱ区和过调制Ⅲ区,并基于叠加定理分别选择用于矢量合成的电压矢量和加权系数,合成期望的电压矢量;最后,对传统的过调制算法与提出的基于叠加定理的过调制算法进行仿真研究和实验验证。结果表明:与传统的三相四开关逆变器过调制算法相比,所提出的过调制算法能够输出平衡的三相电压,且基波幅值与调制比呈线性关系,同时避免了控制角和保持角的在线计算或离线存储,具有易于数字化实现的优点。

基于纹波电压前馈的级联H桥整流器输出电压平衡策略

对传统的比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了建模分析。通过分析发现大范围投切载时输出电流扰动对平衡控制的影响不可忽略。在此基础上给出了投切载时系统调整时间、输出电压跌落值与系统特征参数之间的关系曲面。针对投切载时比例式脉冲补偿电压平衡控制下CHBR动态性能差的问题,结合输出电流与输出电压纹波峰值之间的关系,通过将输出电压纹波峰值引入电压平衡环节,提出了纹波电压前馈电压平衡控制策略,并给出了纹波电压峰值的检测方法。最后,利用三级CHBR的仿真模型和实验平台对所提策略与比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了比较测试。测试结果表明所提策略在切载后各级输出电压间的最大不平衡电压减小了12 V,调整时间缩短了43 ms,证明了所提策略的正确性和有效性。

级联H桥整流器输出电压平衡模糊PI控制策略

针对级联H桥整流器输出电压平衡问题,在传统比例式脉冲补偿电压平衡策略的基础上引入了模糊控制技术,提出了基于模糊自适应PI控制的级联H桥整流器输出电压平衡策略,并对所提策略进行了建模分析,给出了模糊控制器的设计方法。所提策略在整体双闭环控制的基础上,通过电压平衡模糊控制计算出各级的占空比补偿量,进而实现各级输出电压的平衡。最后,利用搭建的3级级联H桥整流器的仿真模型和实验样机对传统策略和所提策略分别进行了测试,测试结果表明所提策略能够有效地减小级联H桥整流器大范围切载时各级输出电压间的最大不平衡电压,证明了所提策略的正确性和可行性。

容错控制模式下三电平逆变器输出电压不平衡抑制方法

容错控制技术作为提高系统可靠性的一种重要方法,在工程领域得到了广泛应用;在中大功率电力电子控制领域,针对NPC型三电平逆变器容错控制拓扑的中点电压波动问题,目前研究尚未涉及。本文以八开关三相逆变器为三电平容错拓扑方案,首先证明容错拓扑中中点电压波动存在的必然性;其次,推导证明中点电压波动对逆变器输出侧的影响,即会导致输出电压的三相不平衡;最后,提出一种基于改进SVPWM的输出不平衡抑制策略,该策略能够在中点电压波动时,保证输出电压的三相平衡。实验结果证明,所提出的抑制策略能够对中点电压波动导致的输出不平衡起到明显的抑制效果,调节时间在一个调制周期内。

配电网中性点不接地系统中的电压不平衡现象分析

分析了配电网10 kV中性点不接地系统中电压不平衡输出的一些主要现象,以及这些情况下事故的原因。分析结果对正确判断出事故原因及症结所在、准确快速地处理事故、提高供电可靠性、提高供电质量和经济效益具有重要意义。