NPC型三电平逆变器的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制

中点钳位式三电平逆变器拓扑结构简单,适用于高电压,大容量场合。提出了表贴式PMSM模型预测的控制算法,同时为了提高三电平逆变控制的PMSM的稳态性能,改进了传统单矢量控制,提出NPC型三电平逆变器的PMSM双矢量模型预测电流控制,从而达到减小电流谐波,抑制转动脉距的目的。还根据正负小矢量作用于中点电位时的效果相反来实现中点电位的平衡。提出的双矢量模型预测电流控制和传统的单矢量模型预测电流控制,经过仿真实验的结果表明:双矢量模型预测电流控制优于传统单矢量模型预测控制,双矢量模型预测控制能有效的减少电流谐波和转动脉据,对电机的动稳态性能有很好的效果。

基于T-NPC型三电平逆变器的控制策略研究

T-NPC三电平逆变器作为中高功率发电领域应用极为广泛的拓扑,对提高电能转换效率起到极大促进作用。研究了基于T-NPC三电平逆变器的新型PET拓扑结构,该拓扑结构将传统变压器的两电平逆变器替换为T-NPC结构的三电平逆变器,以进一步减少谐波、降低损耗。MATLAB/Simulink仿真实验验证了T-NPC型三电平结构控制策略的可行性和有效性。

NPC型三电平逆变器容错控制模式下的母线电容电压波动分析及其抑制

在给出故障重构和容错控制策略的基础上,重点建立NPC型三电平逆变系统的数学模型,并给出同步旋转坐标系下的等效电路,分析故障前和两类故障容错控制后母线电容电压的波动机理,并给出统一的母线电容电压波动的抑制策略。通过实验对理论推导的母线电容电压波动规律及两类容错控制模式下母线电容电压波动抑制策略进行验证。结果表明,故障和容错控制模式下控制母线电容电压波动的关键在于通过注入零序电压来控制等效并联导纳相等。

NPC型三电平逆变器SVPWM控制方法及中点电位平衡研究

二极管箝位型(NPC)三电平逆变器在中、高压大容量功率变换装置中的需求越来越迫切,目前已成为研究的热点。讨论利用功率开关所生成的不同电压矢量优化合成旋转参考空间电压矢量及各矢量作用时间分配的方案,实现SVPWM控制策略驱动逆变器;讨论实时改变控制负小矢量作用时间的系数以平衡直流侧母线中点电位的问题。仿真结果验证了NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的正确性及中点电位平衡控制的有效性。

NPC型三电平逆变器中点电位平衡算法的研究

简要分析了NPC型三电平逆变器的工作原理、中点电位不平衡带来的危害及中点电位波动的原因。然后,基于上述原理的分析,从三电平SVPWM软件控制算法入手,利用正负小矢量对中点电位相反的影响,介绍了一种通过控制正负小矢量作用时间的中点电位平衡算法。并采用Matlab/Simulink仿真软件对该中点电位平衡方法进行了仿真,通过仿真验证了其正确性。最后在实验室搭建了三电平逆变器电路,进行了实验研究,取得了较好的抑制中点电位偏移的效果。

NPC型三电平逆变器供电的永磁同步电机矢量控制系统

在分析永磁同步电机矢量控制理论的基础上,结合三电平中点钳位(NPC)逆变器输出谐波含量低、控制性能好等优点,提出了一种基于NPC型三电平逆变器的永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法。深入分析了三电平逆变器空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术,并利用Matlab/Simulink进行了基于三电平逆变器SVPWM算法的PMSM矢量控制仿真实验,结果表明三电平逆变器SVPWM和PMSM矢量控制的有机结合,有效地抑制了转矩脉动,提高了驱动性能。

NPC型三电平逆变器中点电位平衡算法的研究

分析了NPC型三电平逆变器的工作原理,中点电位不平衡带来的危害和中点电位波动的原因。介绍了一种通过控制正负小矢量作用时间的中点电位平衡算法,采用MATLAB/Simulink仿真软件对该中点电位平衡算法进行了仿真,搭建了三电平逆变器电路,进行了实验研究。通过仿真和实验,验证了该控制策略的有效性。

NPC型三电平逆变器-永磁同步电机系统预测磁链控制

提出了一种适用于NPC型三电平逆变器-永磁同步电机系统的模型预测磁链控制(MPFC)策略。该方法以定子磁链为控制变量,将转矩参考值和磁链参考值转化为等效磁链参考值,将价值函数中这两项进行统一化处理,再分析冗余小矢量对三电平逆变器直流侧中点电位的影响,去除使中点电位偏移加剧的小矢量,只保留能够维持中点电位平衡的小矢量,最后使价值函数中只含磁链参考项。该方法经过统一变量处理,避免了价值函数中权重系数整定复杂的问题,同时能够获取最优的电压矢量。基于仿真模型对所提出方法进行了验证,结果证明了方法有效性。

NPC型三电平逆变器中点电位控制策略研究

中点电位不平衡问题是三电平变频器应用过程中比较突出的难题之一。中点电位不平衡将带来输出电压波形畸变、开关器件承受的电压不均衡、电容的寿命降低等等危害。本文详细分析了NPC型三电平逆变器中点电位不平衡的机理,着重研究了抑制中点电位偏移的平衡控制策略,并总结了各种策略的特点,对于NPC型三电平逆变器的研究和应用具有较好的参考意义。

NPC型三电平逆变器的数学建模方法研究

分析电机驱动系统的运行状态时,逆变器建模的不准确性会对系统的安全性和可靠性造成一定的影响。以NPC型三相三电平逆变器为研究对象,对其基本原理和拓扑结构进行研究,在电流流向路径的基础上,利用拉格朗日插值法和开关函数法建立了两种逆变器数学模型。然后,通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,设置逆变器4种运行情况,即正常运行、单管开路故障运行、同相双管同时开路故障运行与异相双管同时开路故障运行,以及对比了两种数学模型的输出电流波形,仿真结果验证了该模型的准确性和优越性。

NPC型三电平逆变器可视化三矢量无模型预测控制策略

为了解决传统模型预测控制参数鲁棒性差、输出电流纹波大的不足,提出了一种应用于三相三电平逆变器的可视化三矢量无模型预测控制策略。该方法首先利用滑模观测器估计系统集总参数,采用无差拍控制获得参考电压矢量。该过程无需任何系统参数,提高了控制策略的参数鲁棒性。其次,在每个采样周期内施加由冗余矢量构成的三矢量组合,减少了输出电流纹波并实现了电容电压平衡。在此基础上,提出了一种新的可视化分析方法,从理论上证明了所提出的简化三矢量寻优的有效性。实验结果表明,在模型参数失配的情况下,所提策略可使NPC三电平逆变器的并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,增强了模型预测控制的参数鲁棒性。

NPC型三电平逆变器的中点电位控制方法研究

NPC型三电平逆变器与传统的二电平逆变器相比具有许多优点,因此在高压大功率场合得到了广泛的应用。但特殊的拓扑结构同样使其存在着中点电位不平衡这一固有问题。针对该问题,在空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基础上,提出了一种基于平衡因子与矢量选择相结合的中点电荷预测控制策略,即在调制过程中先通过平衡因子来消除中点电荷,但当平衡因子超出其调制范围时,再通过矢量选择来进一步抑制中点电位波动。最后在MATLAB中建模并进行了仿真研究,仿真结果证明了该方法的有效性。

NPC型三电平逆变器SVPWM算法及中点电压平衡控制的研究

为解决二极管箝位型(NPc)三电平逆变器中点电压平衡问题,文中详细介绍了三电平逆变器空间矢量调制算法的基本原理,从空间矢量控制的角度分析了中点电压波动的基本规律,提出了一种有效抑制中点电压波动的算法。该算法依照中点电荷守恒原理,通过检测输出三相电流和中点电压波动值,推导出用于精确调节中点电压小矢量冗余开关状态的分配因子表达式。仿真结果验证了该方法的可行性和精确性。

基于VSG控制的NPC型三电平并网逆变器研究

随着新能源的大规模并网,在逆变装置大比例接入时,由于缺乏同步发电机的惯性和阻尼,电网呈现出低惯性、欠阻尼的特点,容易受到冲击,稳定性差。而虚拟同步发电机(VSG)控制可以解决这个问题。为此,提出了一种基于虚拟同步发电机的NPC型三电平并网逆变器控制策略,相比传统两电平逆变器VSG控制策略,其可以显著提高电能输出质量。首先,建立VSG的小信号模型,分析转动惯量J和阻尼系数D对系统输出有功特性和频率的影响;其次,结合有功闭环传递函数,采用波特图和根轨迹进行稳定性分析;最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台验证所提控制策略的可行性和有效性。

基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。

适用于弱电网的三电平并网逆变器模型预测控制

弱电网下并网逆变器的鲁棒性较差、谐波较大,而模型预测控制十分依赖系统参数,这限制了其在弱电网中的应用。针对以上问题,提出适用于NPC(二极管中点钳位)型三电平并网逆变器的数据驱动型V-MFPC(基于虚拟电压矢量的无模型预测控制)策略。首先通过不同的开关序列构造大量虚拟电压矢量,然后利用代价函数预选降低控制算法的计算负担,最后选择合适的开关序列寻优抑制中性点电压波动。仿真结果表明,所提策略能有效抑制中性点电压波动和并网电流谐波,并具有较好的参数鲁棒性。

适用于中点箝位型三电平逆变器的多目标调制策略

为同时实现中点箝位型三电平逆变器的中点电压平衡和共模电压降低,分别分析了基于载波脉宽调制(CBPWM)和基于虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)的中点电压平衡和共模电压降低方法。基于CBPWM提出一种可以降低共模电压的载波脉宽调制(RCMV_CBPWM)策略,可将大多数工作区域的共模电压限制在直流侧电压的1/6以内。为了实现上述2个目标,同时不过分增加开关损耗,在RCMV_CBPWM基础上提出了一种多目标调制(MOPWM)策略,在全调制度和全负载功率因数范围内,共模电压可限制在直流侧电压的1/6以内并实现中点电压平衡,且其开关损耗低于VSVPWM。比较了MOPWM、RCMV_CBPWM和VSVPWM在中点电压控制、共模电压降低和开关损耗降低方面的性能。实验结果验证了MOPWM的可行性和优越性。

NPC型三电平并网逆变器内外管不均压分析及抑制

中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外管不均压机理进行了全面详尽的分析,指出回路中器件杂散参数、内外管结电容的充放电电流不对称、回路LC振荡是造成不均压的主要原因,并据此提出一种简单可靠的解决方案,该方案能够有效抑制各种工况下的内管过压问题,实验结果可验证理论分析的正确性及所提方案的可行性。

NPC型三电平并网逆变器模型预测功率控制研究

根据NPC型三电平逆变器的特点,本文提出一种新型模型预测功率控制,可以提高电流跟踪的速度和精度。首先对NPC型三电平逆变器进行建模,然后在两相静止坐标系下建立预测功率的模型,在此基础上提出了模型预测直接功率控制。该方法用电压矢量作为基本控制矢量,利用电压矢量误差最小的价值函数实现功率控制。并针对实际系统中存在延迟的情况,设计了延时补偿的控制方法。为了进一步解决NPC三电平逆变器的中点不平衡问题,通过侧电容和下侧电容电压的差值,通过选择小矢量实现中点电位平衡控制,实验结果验证了本文提出的新型模型预测直接功率控制策略可以同时实现并网电流快速跟踪和中点平衡控制问题。

基于SVPWM调制策略的T型三电平逆变器研究

针对T型三电平逆变器在新能源发电领域的广泛应用,分析了T型三电平逆变器的结构和工作原理,阐述了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略的思想,详细介绍了参考电压矢量位置判断、基本矢量作用时间计算和基本矢量作用时序生成三个步骤的实现方法.借助Matlab/Simulink软件搭建了基于SVPWM调制策略的T型三电平逆变器的仿真模型,仿真结果验证了仿真模型的正确性和SVPWM调制策略的有效性.