H桥单元串联型多电平中压变频器

中压交流电机驱动的泵与风机采用变频调速控制可以节约大量能源。简单介绍H桥单元串联型多电平中压变频器的原理及实现方法,阐述数字控制系统的组成及功能,功率单元本地控制器的组成、功能及设计时应注意的问题,以及控制软件和监控软件功能。给出有关的仿真波形和实测波形。最后探讨与变频器研制相关的若干问题。

串联H桥功率单元高压变频技术在提升机中的应用

目前,把高压变频调速技术应用于煤矿矿井提升机,已成为提升机技术改造的首选方案。针对煤矿矿井提升机交流绕线式电机串电阻调速系统,提出基于DSP芯片的H桥功率单元串联式多电平高压变频调速控制技术改造方案。介绍了系统组成、原理和技术特点。克服了原系统可靠性低、生产效率低、故障多、耗能大等缺点,实现了无级调速、4象限运行、再生能量回馈等功能,提高了系统的可靠性和生产效率,同时可节约电能约30%。

两单元五开关级联H桥逆变器及其调制策略

大容量中频逆变电源对输出电压波形质量要求较高,且存在开关器件损耗较大的问题。结合两单元级联H桥逆变器和五开关五电平逆变器,得到改进的逆变拓扑,即两单元五开关级联H桥逆变器,并给出了与之对应的改进载波移相正弦脉冲宽度调制策略。改进后的拓扑不仅具备两单元H桥级联逆变器能够实现较高等效开关频率的优点,而且具备五开关五电平逆变器使用开关器件少、输出电压电平数多、总谐波失真小、器件损耗小等优点,因此较适合于大容量中频逆变场合。最后通过Matlab/Simulink平台搭建了两单元五开关级联H桥逆变器的仿真模型,仿真结果验证了理论的正确性。

CPS-SPWM级联H桥APF直流侧电容设计

基于载波移相SPWM(CPS-SPWM)级联H桥的有源电力滤波器(APF)直流侧电容是其正常运行所必需的能量储存设备,该电容大小直接影响APF的谐波及无功补偿效果。这里在级联H桥APF主电路结构及CPSSPWM策略的基础上,建立单个H桥变流器的数学模型,结合开关函数的计算方法,通过分析调制信号、直流侧和交流侧电流三者之间的关系,从理论上推导出直流侧电流和电容电压在稳态下的数学表达式。由电容电压稳态时的脉动要求和直流侧电压控制的动态性能指标,给出直流侧电容参数的设计方法。最后,仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。

H桥模块单元串联组合单相高压变换器及其控制策略分析

H桥模块单元串联组合单相高压变换器组合简单,谐波小,可靠性高,成本低,是模块化程度更高的组合单相高压变换器,在高压工业应用中有广阔的前景。本文在对该变换器做了一个简要分析介绍的情况下,主要针对2N=4的H桥模块单元串联组合单相高压变换器,分别利用基频调制和高频调制中比较有代表性的阶梯波调制和正弦脉宽调制SPWM来对其进行仿真研究。此外,本文还提出一种改进型拓扑,进一步节省了成本。

一种三电平H桥逆变电路低调制比时的窄脉冲补偿方法

为了保证电力电子开关器件工作在其安全工作区,开关器件均有其最小要求的开通和关断时间。基于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器中的窄脉冲会导致逆变器的输出电压和电流发生严重畸变,因此必须对这种窄脉冲进行抑制和补偿。现有的解决方法在系统低调制比时会改输出电压的基波幅值,存在窄脉冲抑制不彻底和增加低次谐波的输出含量的缺点。基于此,本文提出了一种适用于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器的窄脉冲补偿方法,对该方法进行了详细的理论分析,阐明了该方法在载波层叠SPWM调制和载波移相SPWM调制中的内在联系。在逆变器的低调制比时,该方法不会改变逆变器输出电压的基波幅值,也不会增加输出的低次谐波含量。仿真和系统试验结果证明了该方法的正确性和有效性。

基于层叠载波调制的三电平H桥变频器输出电压异常跳变分析研究

推进变频器输出电压电平跳变幅值的增大,将对电机绕组绝缘及振动噪声性能产生影响。首先,该文对基于层叠载波调制的三电平H桥拓扑的推进变频器输出电压跳变异常现象,进行理论及仿真分析;其次,查明其产生机理,并确定其发生的条件是H桥单元左右半桥同时换流所致;然后,通过对H桥左右半桥控制调制波注入零序分量,避免了左右半桥同时换流导致的输出电压跳变异常问题。最后,通过仿真和实验验证所提方法的正确性、有效性。该文研究可为H桥拓扑推进变频器优化输出电压谐波,避免输出电压异常跳变提供一种解决思路。

单元级联型多电平逆变电源研究与实现

单元箱H桥级联型多电平逆变器因输出电压谐波含量低以及电压变化率d u/d t小等优点,在高压逆变器中得到广泛的运用。首先分析了3种不同结构的级联型拓扑的优缺点,选用H桥级联型多电平拓扑方案作为所设计的中频逆变电源拓扑;然后分析了几种常用H桥级联型多电平调制算法的优缺点,选用载波移相调制算法作为SPWM波形输出的调制算法;最后根据所选方案和分析结论,设计和研制出一台实际9个H桥单元级联并且额定输出电压为2400 V_(AC),输出频率为100 Hz的中频逆变电源进行试验,验证了所提方案的可行性,并且该逆变电源在感应加热应用性能十分优越。

级联多电平逆变器输出电压和电流采集方案研究与应用

模块化多电平逆变器因具有调制算法成熟、输出电压谐波特性好、电压变化率低以及在模块单元故障下继续维持工作等优点,使其在大功率高压逆变器中得到广泛的应用。首先分析了传统级联多电平高电压和大电流检测方案在实际应用中的缺点和可能给检测装置带来亚健康的隐患,然后提出级联多电平逆变器输出电压和输出电流检测方案,最后在所提方案的基础上详细设计了电压检测和电流检测电路的各项参数,并将该电路原理图应用在H桥单元级联多电平中间包感应加热电源上进行输出电压和电流参数检测试验验证。试验结果表明所提的电压检测和电流检测方案可以满足级联多电平逆变器输出参数检测的各项性能要求。

H桥功率单元串联型高压变频调速系统的设计研究

高压变频器功率范围大、工况复杂、类型多、批量小，因此在设计与使用过程中与低压变频器相比存在一些差异。本文主要探讨关于目前应用最多的单元串联型交直交变频器原理和电路拓扑结构、电路相关部件的选型与计算。介绍了检测与保护电路、驱动电路及用DSP为核心实现不对称规则采用法的SPWM波形软件设计等问题。

链式STATCOM相内直流电容电压平衡控制方法

在链式H桥变流器拓扑下,给出STATCOM直流侧电容电压稳态数学模型,分析相内直流侧电容电压之间不平衡的原因,重点研究电压内环对直流侧电容电压平衡稳定控制策略,给出不加电压内环与传统加电压内环控制策略。在不影响直流侧平衡的同时,提出一种改进式的电压内环控制新策略,该策略可以提高直流侧电压的稳定性,缩小稳态误差。最后,通过搭建电压6 k V、容量2.8 Mvar链式STATCOM的试验样机,验证该策略的可行性与优越性。

回馈式级联型变频器PWM整流控制及其谐波分析

研究了回馈式H桥级联型多电平变换器,利用移相变压器的二次侧漏抗代替PWM整流器的输入电抗器,采用比例积分加谐振(PIR)的调节方法,设计了电网电压定向控制的PWM整流器双闭环控制策略。同时,文中给出了H桥的功率单元拓扑结构、PWM整流器的数学模型及控制策略,对PIR调节器原理、功率单元及网侧电流谐波进行了分析阐述。通过实验,验证了移相变压器消除谐波的作用,以及控制策略对直流母线电压稳定的有效性,实验结果表明PWM整流器及其控制策略在电动机加速、减速过程中,表现出良好的四象限运行性能。

高压永磁同步电机开环矢量控制系统研究

主要对高压永磁同步电机无速度传感器矢量控制(简称开环矢量控制)系统的设计进行了研究,详细分析了H桥功率单元级联型高压变频器的硬件拓扑结构,并根据高压永磁同步电机的数学模型,对其开环矢量控制算法进行了研究,最后通过实验验证了算法的有效性。

级联型STATCOM电容电压平衡与无功功率控制策略研究

针对级联型STATCOM级联H桥单元直流侧电容电压的平衡与稳定问题,提出了一种新型的基于电力电子功率变换控制技术的均衡控制策略。该控制策略不仅实现了级联H桥电容电压平衡控制,而且实现了无功功率的有效控制。文章首先建立级联型STATCOM的数学模型,分析了其工作原理,然后详细介绍了所提出的控制策略,利用工频稳态模型得到不同负荷工况下的直流电压值,通过PI控制器实现电容电压的均衡控制。最后matlab/simulink仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提出的控制策略的有效性。

一种静止无功发生器(SVG)的容量扩展方法和装置

本文介绍了一种可以快速实现静止无功发生器SVG功率柜容量扩展的装置及方法。针对目前国内、外厂商生产的SVG功率柜,普遍存在着单体容量扩展困难等缺陷问题。为克服现有功率柜容量扩展技术的不足,研发出可实现通过一套控制系统扩容为若干个功率柜所用,设计出一种结构紧凑、功率柜体单元之间连线简便、容量便于扩展的基于高功率密度模块化的静止无功发生器功率柜。为我国高压大容量无功补偿装置的发展开辟了新路,也为我国高压大容量电力电子装备的研发提供了宝贵经验。

高功率密度模块式静止无功发生器SVG

本文扼要的介绍了高功率密度模块式静止无功发生器SVG功率柜产品。针对目前国内、外厂商生产的SVG功率柜,普遍存在着线路连接复杂等等诸多缺陷问题。研发出一种结构紧凑、功率柜体单元之间连线简便、容量便于扩展的基于高功率密度模块化的静止无功发生器功率柜。为我国高压大容量无功补偿装置的发展开辟了新路,也为我国高压大容量电力电子装备的研发提供了宝贵经验。

基于ARM与FPGA的电流扰动发生器

本文描述了一种基于嵌入式处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)的电流扰动发生器,研究了采用ARM和FPGA构建其控制系统的实现方法。该电流扰动发生器采用单极倍频CPS-SPWM技术,每相主拓扑由2个双级H桥功率单元在逆变侧级联构成,有效提高了输出电压等级范围与等效开关频率,并能够精确输出基波与2~50次任意谐波,为测试APF等被试设备的工作性能与运行状况提供了现场测试环境。通过工业样机试验,证明了该拓扑结构的良好性及实现方法的有效性。