基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10 Hz~5 kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该测量技术的有效性。

基于虚拟仪器技术的级联多电平逆变器SPWM控制策略

介绍了H桥级联多电平逆变的工作原理、调制方法和控制策略,并进行了仿真分析。基于虚拟仪器技术达到了对4个H桥级联逆变器的控制,实现了频率为1Hz的高压正弦波输出,给出了实测波形。

空间矢量变环宽滞环电流控制方法

提出了一种适用于电压源型逆变器的变环宽空间矢量滞环电流控制方法。该方法借助传统空间矢量的调制方法,从参考电压矢量的瞬时采样位置获取滞环控制器的滞环宽度。基于逆变器零电压矢量对应的误差电流调整a轴b轴2个多阶滞环比较器的滞环宽度,由滞环比较器的输出值根据开关矢量表确定下一控制周期的逆变器输出电压矢量。该滞环控制器维持了空间矢量滞环控制器动态响应迅速,系统对负载参数变化的不敏感,优选相邻空间电压矢量输出等特点。与固定环宽的空间矢量滞环控制器相比,该方法简化了空间矢量滞环控制器的滞环参数整定过程,提高了控制器的动态性能。仿真及实验算例验证了所提方法的可行性。

基于级联型逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制

该文提出了一种基于级联多电平逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制方法。该方法以检测出的需补偿的电流作为指令电流,在复平面上进行滞环电流控制。考虑了实用性,在工程实际中采样频率与功率器件开关频率有限的情况下,根据误差电流矢量和逆变器输出参考电压矢量的大小和方向,在待选电压矢量中快速选出级联多电平逆变器最优输出电压矢量;并根据相邻采样周期对应开关状态变化最小的原则在大量冗余开关状态中选择最优开关状态,减少了开关次数,降低了开关损耗。仿真结果证明了其的正确性和实用性。

基于最近电平逼近调制的模块化多电平变换器中高压变频调速系统运行控制

最近电平逼近调制(NLM)是模块化多电平变换器(MMC)中最常用的调制方式。电平数较少时,NLM的输出电压电流谐波严重畸变,使其无法用于电平数较少的变频调速场合。该文通过详细分析NLM下无差拍电流控制的开关过程,指出NLM调制下MMC无差拍电流控制具有滞环特性。定量分析了NLM下MMC无差拍电流控制的滞环环宽,得到了滞环环宽和输出电流波动范围的表达式。同时,设计了MMC背靠背变频调速系统的综合控制方案。与传统方案相比,所提方案具有控制结构简单、开关频率低、环流抑制容易实现和动态特性好等优点。在Matlab/Simulink中搭建了十一电平背靠背MMC中高压变频调速模型,验证了所提控制方案的正确性和有效性。

一种新型的多阶滞环空间矢量控制方法的分析

针对三相PWM整流器的传统滞环控制存在开关频率不固定造成谐波畸变较大以及空间矢量控制需进行大量计算容易造成控制滞后的问题,提出结合滞环电流控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制优点的控制方法。介绍了一种新型的基于α,β静止坐标系的多阶滞环空间矢量控制方法,采用α,β静止坐标系避免了三相a,b,c坐标系中相互独立缺乏协调的问题,多阶滞环比较器的运用权衡了开关频率与控制精度间的关系,通过实验验证了该方法具有滞环电流控制和空间矢量控制的优点,并降低了电流总谐波畸变率(THD)。

基于模块化多电平变换器的电流滞环跟踪型并网控制策略

基于电流滞环型双闭环并网控制策略运用于模块化多电平变换器(MMC),实时监测电网电压、并网电流与给定电流误差,从而决定其网侧输出电压,使得并网电流快速、高效地跟踪给定电流;同时对并网电流脉动频率、开关频率做了详细分析,证明了该策略优越性。建立虚拟子模块,在此基础上根据子模块电容电压大小排序和桥臂电流方向,不断改变虚拟子模块与实际子模块驱动信号的循环映射关系,达到子模块电容电压动态平衡的目的。该控制方法适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台五电平MMC的实验样机对上述控制方法进行了实验验证。

基于多级滞环控制器的永磁同步电机直接转矩控制

该文提出一种多级滞环控制器与基于离散占空比的扩展开关表相结合的新型直接转矩控制策略。该策略可以在保证系统具有快速响应能力的前提下有效地降低磁链和转矩波动。所提出的多级滞环控制器将转矩、磁链误差大小划分成若干等级,从而能够更详尽的描述系统需要增、减转矩或磁链的程度。文中对占空比进行离散化处理,在此基础上生成不同幅值、不同相角的矢量作为备选矢量,丰富和扩展了传统DTC开关表。此外,本文采用倒三角矩阵存储备选矢量集合,并采用"二次寻优"的方法准确、快速地从扩展开关表中选出目标矢量。最后对本文算法的可行性与有效性进行了实验验证。

基于电流滞环型调制的模块化多电平变换器容错策略研究

模块化多电平变换器(MMC)是电压源型变换器(VSC)的一种新型的拓扑结构。其子模块故障保护问题,是业内拓扑研究的难点之一。针对这个问题,本文提出一种子模块故障容错策略。实时监测变换器逆变侧输出电流与给定电流的误差以及负载侧两端电压,从而决定逆变侧输出电压,使得输出电流快速、高效地跟踪给定电流。当监测出变换器出现子模块故障时,切除该子模块并且对输出电压进行重构,保证上、下桥臂不会出现过流现象,系统平稳运行直到故障修复。另外,建立虚拟子模块,将其循环映射到实际子模块的驱动信号中,从而实现子模块电容电压均衡。这种控制策略简单可靠、鲁棒性强,易于工程实现。本文通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。

基于滞环控制的MMC环流抑制方法

模块化多电平变换器(MMC)内部的环流会影响MMC的稳定运行同时增加了损耗。为了抑制环流,首先分析了桥臂电感压降与环流之间的关系,通过控制桥臂电感压降能够改变环流的变化方向,据此提出了基于滞环控制的MMC环流抑制法。该方法能够独立控制各相环流,且不需要额外的硬件,只需根据环流越限方向增加或减少子模块切入数量来改变环流变化方向,从而将环流限制在允许范围内,起到抑制环流的作用。在Simulink中搭建了三相MMC仿真模型,对本文提出的环流抑制方法进行验证,结果表明该方法能够有效抑制MMC内部环流。

双馈风力发电系统故障穿越性能改善的控制策略

PI控制策略限制了双馈风力发电系统的故障穿越能力。文章提出一种基于多开关控制的故障穿越策略,在机端电压跌落瞬态期间利用多态滞环电流矢量控制器快速的瞬态性能抑制转子绕组的过电流,同时实施转子绕组串联动态电阻器,进一步抑制转子绕组的过电压和过电流。详细介绍了多态滞环电流矢量控制器和基于多开关控制的故障穿越策略的实施过程。针对3种典型机端电压跌落类型,在Matlab/Simu1ink平台中构建了所提出的故障穿越控制策略的动态仿真模型并验证了其可行性。仿真结果表明,所提出的故障穿越控制策略改善了双馈风力发电机系统的故障穿越性能。

基于三电平逆变器下的高速电主轴建模与仿真

目的研究多电平逆变器、拓扑结构及转矩控制器的原理,解决电主轴直接转矩控制中存在转矩脉动较大的问题.方法基于电主轴定子磁链及转矩控制基本原理,提出了一种基于三电平逆变器的新型方案.采用三电平逆变器及基于神经网络的多层滞环转矩控制,建立电主轴直接转矩控制系统.利用MATLAB/Simulink搭建三电平逆变器,多层滞环转矩调节器及电气系统,建立电主轴直接转矩控制的仿真模型.结果建立了电主轴直接转矩控制系统仿真模型,在转矩负载恒定和转矩负载跳变的情况下,得到电主轴转矩波形,并对几种不同的仿真模型进行了对比及分析.结论在电主轴直接转矩控制系统上采用三电平逆变器及多层滞环转矩调节器可减少转矩脉动,改善了系统的响应特性,优化了系统的响应速度.

多电平滞环控制异步电动机调速系统

基于多电平变流器 ,如中点嵌位逆变器和串联逆变器特别适合在中高压大功率场合应用特征 .针对多电平变流器 ,传统的 PWM控制方法的适用性存在的问题 ,提出了一种非常适合多电平变流器的 PWM控制方法——多电平 SFO滞环控制方法 .这种方法算法简单 ,容易实现 ,开关频率低 ,电压调制系数高 .

一种基于电流滞环控制的模块化多电平变流器调制策略

针对模块化多电平变流器(MMC)在中低压领域中的应用,提出一种改进型最近电平逼近(NLM)调制策略,调制策略中引入电流滞环控制环节对最近电平逼近调制结果进行修正,并分析了滞环环宽的设定。该调制策略实现简便,动态性能好,控制器计算量小。对传统NLM调制策略和该文提出的改进型NLM调制策略进行了仿真和试验对比。仿真和试验结果表明,该调制策略可明显改善输出电流波形的质量,具有良好的动态性能,实现了输出电流对参考电流的快速、精确跟踪。

基于逆向预测的模块化多电平变流器模型预测控制策略

现有模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)模型预测控制方法大都基于代价方程,造成计算过程复杂等问题,论文提出一种基于逆向预测的MMC模型预测控制策略,通过综合前向差分法和最近电平近似法,逆向预测最优开关状态,控制相电流及环流;同时,引入环流滞环控制以提升输出电压电能质量,降低开关损耗。最后,通过搭建桥臂子模块数量为20的MMC仿真控制系统对所述理论进行验证。仿真结果表明,与已有控制方法相比,该文方法计算简便,电压输出特性及动态响应特性好,且功率器件开关损耗显著下降。

有源电力滤波器滞环空间矢量控制新方法

针对有源电力滤波器在采用多阶滞环空间矢量控制方法时电流畸变率大的缺点,提出一种滞环与多阶滞环空间矢量相结合的分段控制新方法,根据误差电流模值大小合理地选择控制方法.该控制方法简单易行,无需进行大量复杂的计算,在满足电流畸变率的同时,减小了开关频率,改良了电流跟踪性能.仿真与实验结果验证了该控制方法的正确性及优越性.

基于模块化多电平技术的有源滤波器研究

多电平逆变器通常应用于中压大功率变频和无功补偿装置中。与传统的多电平逆变器相比,其模块化设计易于扩展,灵活性更高,适用范围更加广泛。在分析了MMC的拓扑结构、工作原理的基础上,首先设计了一种采用模块化多电平逆变器(MMC)的有源滤波器(APF),提高电压等级和波形质量。采用适合MMC-APF的多电平滞环空间矢量控制方法,每相中只有一对模块进行PWM调节。针对传统的电容电压平衡控制中子模块投切频繁、器件开关频率较高的缺点,提出了一种电容电压优化控制策略,除了降低选择机制的执行频率外,可将传统的排序选择机制应用于部分模块。Matlab的仿真结果验证了控制策略的有效性和可行性。

Comparative Study between Different Modulation Strategies for Five Levels NPC Topology Inverter

The object of this paper is the study of various modulation strategies applied to the five-level inverter neutral-point-clamped NPC topology. Firstly we presented the structure of the voltage inverter three-phase five-level NPC topology. After that we model the inverter and the inverter are controlled by different strategies and then we made a comparative study between the results given by different strategies.

一种基于直流电容取电的多电平变流器电容动态均压方法

多电平变流器的电容电压不均问题影响装置容量利用率、稳定运行以及电能质量。提出一种基于直流电容取电的多电平变流器动态电阻均压装置及控制方法。该装置由低压金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)与电阻串联构成动态均压电阻,通过宽范围电压输入型DC-DC电源从直流电容获取功率,并采用滞回比较、占空比控制等方法控制低压MOSFET的开通和关断,实现多电平变流器各电容电压的动态均衡控制。该装置增加的成本较低,控制方法较为简单,易于实现,适用于各种多电平变流器结构,通用性较强。基于PSCAD/EMTDC的仿真表明,提出的动态电阻均压装置和控制方法能够良好地实现多电平变流器直流电容的动态均压控制。