五相五电平H桥型逆变器的空间矢量控制策略

针对船舶电力驱动过程中,多相多电平H桥型逆变器空间矢量数量众多,不宜采用传统空间矢量脉宽控制的问题,提出了一种简化的五相五电平二极管中点箝位H桥型逆变器的空间矢量脉冲宽度调制算法。该方法采用相移控制的思想,将五相五电平H桥型逆变器作为2个由单桥臂组成的五相分别予以控制,并通过合适的工作电压矢量及开关作用顺序,在一个开关周期内分配各基本电压矢量的作用时间。针对中点电位平衡,提出利用冗余小矢量,结合中点电流方向的控制算法予以调节,并对其进行了仿真验证,结果表明该算法具有很好的工程应用价值。

基于空间矢量脉宽调制的5相H桥型逆变器谐波控制

针对H桥型逆变器的结构特点,分析了5相H桥型逆变器空间矢量在各子空间上的分布及其在各子空间中的对应关系,提出了3次谐波注入的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法;由于输出电压中含有大量5的倍数次谐波,所以分析了载波脉宽调制(CPWM)与SVPWM的内在本质关系,求解出了这些特定次数谐波电压关于各H桥有效导通时间的函数表达式。在此基础上,提出了通过重新调节各功率管开通时间来抑制这些特定次数谐波的控制方法,并针对调制波不同的几种情形下进行了实验验证。实验结果表明,这种改进的SVPWM控制算法不仅可以很好地实现对基波、3次谐波幅值和相位的控制,而且可以消除输出电压中的特定次数谐波。

基于HPWM调制的级联H桥型多功能串联补偿器的研究

公用电网欠发达地区的铁路电力电源有时直接利用牵引变电27.5 kV电源,并通过变压器向铁路配电所提供10 kV电源。这样的供电方式存在电压波动大、谐波含量高等严重的电能质量问题,对供电负荷影响巨大。基于此,提出一种基于混合脉宽调制(HPWM)的级联H桥型串联补偿器。该串联补偿拓扑通过采用基波电压控制和谐波电压、电流控制的混合控制策略,同时结合低频和高频优化混合调制方法,在不影响THD的情况下,降低了总开关频率且提高了10 kV侧电能质量。所提拓扑及方法不仅能够实现负载基波和谐波电压的补偿,而且在10 kV侧电压正常或波动时均能够对负载产生的谐波电流进行隔离。同时,基于控制目标对调制信号进行了优化分配,采用HPWM调制在保证较高质量多电平输出波形的同时有利于降低开关损耗。最后,仿真验证了理论分析的正确性。

基于HPWM调制的动态电压恢复器最大电平输出特性研究

级联H桥型动态电压恢复器(cascadedH-bridge dynamic voltage restorer,CHB-DVR)可以经济、有效的解决中高压系统中的电压跌落问题。分析了混合脉宽调制技术(hybrid pulse width modulation,HPWM)的调制比与电平数目的关系,给出了级联H桥型逆变器最大电平输出条件下调制比满足的范围。针对CHB-DVR在电网电压跌落程度较低时无法保证最大电平输出的问题,通过分析逆变器最大电平输出时调制比满足的条件,提出了在直流侧电压固定的情况下,基于最小能量补偿采取自动调节负荷参考电压相位角的控制策略。该控制策略在不同电网电压跌落程度下,均能保持逆变器最大电平输出,提高了直流侧电压利用率,充分发挥了级联多电平的优势。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

一种新型H桥五电平有源中点钳位逆变器控制策略

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;对于母线中点电位平衡控制问题,提出了修正H桥左右桥臂参考波电压比例分配实现平衡控制,最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证所提控制策略的有效性。