载波移相技术的级联型多电平变换器IC门设计

大容量电机驱动、交流电力设备等级联型多电平变换器应用范围越来越广泛.针对传统的IC门和控制器无法适应多路PWM波的情况,提出基于载波移相技术的多电平变换器IC门设计.该IC门可通过DSP或微型机对其进行相关参数的预置,满足级联型多电平变换器PWM波驱动的要求.仿真和实验验证了基于载波相移技术的级联多电平变换器IC门设计的可行性.     

模块组合型多电平变换器的控制策略

对模块组合型多电平变换器(MMC)的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的稳压和均衡控制效果.通过一台三电平MMC实验样机的实验结果,分析了其稳态和静态工作特性,验证了控制策略的有效性.     

级联型多电平变换器单元电路控制器设计

根据新型中大功率级联型多电平拓扑特点,设计了以双向全桥变换器单元为控制对象,FPGA为控制核心的单元电路控制器。其移相PWM驱动信号采用有限状态机方式实现;PI控制器采用离散算法结构,利用LUT设计;A/D控制器采用AD7823 A/D转换器,并通过DSP传送相关控制参数。仿真实验表明:该控制器可实现单元电路闭环控制,输出电压为7电平。该研究为高压大功率四象限变频器实验奠定了基础。     

一种级联式多电平变频器的研究

随着节能技术的发展,级联式变频器已经成为变频器研究的重点.该方案采用载波移相技术,实施恒V/F控制策略,载波移相技术利用高速多功能DSP系列芯片TMS320F2812产生.实验结果表现出六级联多电平功率单元的输出波形接近正弦波,测得谐波含量低,利用三电平的功率单元作为主拓扑结构,无需使用滤波器,具有较高的实际意义.     

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

针对H桥级联型整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)的电容电压平衡问题,在建立CHBR数学模型的基础上,研究了一种基于PI控制的直流侧电容电压平衡控制策略,采用载波移相调制策略(carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM),理论推导出调制比与有功功率之间的关系,得出该电容电压平衡控制的均压范围。搭建了三模块CHBR的仿真模型和试验样机,试验结果验证了该算法具有较好的均压能力。     

五电平有源中点钳位型变换器电容电压平衡控制策略

研究了5L-ANPC母线中点电压及悬浮电容电压的平衡控制策略.为了使5L-ANPC中串联使用的开关管以基波频率动作,而其他开关管工作在恒定的开关频率下,采用了移相载波调制(PS-PWM)的方式.零序电压是基于载波的PWM调制中一个重要的自由度,本文研究了5L-ANPC母线中点平均电流与零序电压之间的关系,得出了最优零序电压的计算方法,通过最优零序电压注入法使母线中点电压保持平衡.悬浮电容电压的充放电与冗余开关状态的选用有关,适当调整每个冗余开关状态在一个开关周期内的作用时间,实现了悬浮电容电压的平衡控制.仿真及实验验证了相关控制策略的正确性与可行性.     

级联型多电平变流器控制策略的比较和分析

介绍了阶梯波、载波相移脉宽调制和分段SPWM调制等几种级联型多电平变流器的控制策略,并对它们的优缺点进行了分析和比较,并指出了分段SPWM控制策略是另外两种方法的一种折中方案,它综合了阶梯波和载波相移PWM调制方法的优点,既可以减少开关损耗,又可以使得输出波形性能满足要求.最后给出了几种控制策略产生的输出波形的谐波频谱,验证了分段SPWM方案的可行性和分析的正确性.     

一种Buck-Boost直-交变换器的新控制策略的研究

高电能质量的直-交变换器在生产和研究领域越来越受到人们的重视.Buck-Boost直-交变换器具有较低的谐波分量,可以消除传统控制理论中的动态调整过程.变换器由两个完全相同的Buck-Boost直-直变换器反串联组成.两个变换器给定电压的幅值相同、相角相差180o,迭加后在输出端得到正弦电压.采用能量控制的方法,使每次从输入端传递到输出端的能量等于给定所要求的正弦波能量与负载所需能量的代数和.仿真结果证明了基于能量传递控制的Buck-Boost直-交变换器控制策略的正确性.     

级联多电平逆变系统的移相式SVPWM调制方法

SVPWM调制方法运用于级联型逆变系统时,由于电压矢量数目过多而导致电压矢量选择困难和复杂计算.为解决这个问题,从三电平逆变器的SVPWM调制入手,将SVPWM调制方法和移相技术结合起来分析,并采用数字信号处理器DSP和现场可编程逻辑器件FPGA,实现了对级联多电平逆变系统基于移相式SVPWM的矢量控制,仿真和实验验证都证明了该方法的正确性、可行性和易扩展性.     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

三相PWM逆变器鲁棒重复控制策略

为了提高三相CVCF PWM逆变器波形的控制性能(同时具有动态响应快、稳定误差小和鲁棒性好等优点),提出了鲁棒重复控制策略.首先采用鲁棒控制理论对两类不确定建模;然后引进一个虚拟的复不确定△k代替重复控制器中的长延迟环节z -N+m,将重复控制器集成到鲁棒反馈控制器设计之中形成鲁棒重复控制方案.实验结果表明,采用鲁棒重...     

基于MMC的逆变器的仿真

基于模块化多电平逆变器在进行逆变时,无需外加的换相电压,具备自换相能力,可以工作在无源逆变方式,使利用直流输电为孤立负荷送电成为可能.在介绍MMC拓扑结构和换流工作原理的同时,分析了基于MMC逆变器的控制策略中的电容电压平衡控制策略和NLM调制算法,并采用上述的控制策略利用PSCAD搭建9电平逆变器模型.通过分析子模块电容电压波动百分比和逆变产生的相电压谐波总畸变率验证搭建MMC模型的合理性.     

Applications of cascade multilevel inverters

Cascade multilevel inverters have been developed for electric utility applications. A cascade M-level inverter consists of (M-1)/2 H-bridges in which each bridge‘s dc voltage is supported by its own de ca-pacitor. The new inverter can : ( 1 ) generate almost sinusoidal waveform voltage while only switching one timeper fundamental cycle ; (2) dispense with multi-pulse inverters‘ transformers used in conventional utility in-terfaces and static var compensators; (3) enables direct parallel or series transformer-less connection to medium- and high-voltage power systems. In short, the cascade inverter is much more efficient and suitable for utility applications than traditional multi-pulse and pulse width modulation (PWM) inverters. The authors have experimentally demonstrated the superiority of the new inverter for power supply, (hybrid) electric vehicle (EV) motor drive, reactive power (var) and harmonic compensation. This paper summarizes the features,feasibility, and control schemes of the cascade inverter for utility applications including utility interface of renewable energy, voltage regulation, var compensation, and harmonic filtering in power systems. Analytical,simulated, and experimental results demonstrated the superiority of the new inverters.     

基于快速有效值算法的逆变器三环控制策略

传统的逆变器电压外环、电流内环控制策略无法完全消除静差;在双环控制基础上增加有效值外环的三环控制策略虽然能减少静差,但由于有效值算法较慢,影响了系统的动态性能。为进一步优化逆变器三环控制策略,提出了将快速有效值算法用于逆变器三环控制,并给出了2种快速有效值算法的实现原理和设计方法,通过比较得出了基于迭代法的有效值算法具有低噪声干扰、低谐波干扰等优点。将该算法用于逆变器三闭环控制系统,提高了闭环控制的实时性。通过仿真和实验验证了该方法的高稳定性和优良的动态性能。     

基于LCLLC滤波的并网逆变器联合控制策略

针对传统滤波器采用电流控制策略难以提高并网电流波形质量的问题,在滤波性能较好的LCLLC滤波器的基础上,提出一种改进的加权电流平均值反馈的联合控制策略.在内环采用将滤波电容电流和串联谐振电容电流之和作为反馈量的阻尼控制,在外环采用加权电流平均值反馈的基于比例积分(PI)与准比例谐振(QPR)的联合控制.采用Matlab/Simulink软件进行仿真研究,结果表明:联合控制策略能提高并网电流波形质量、提升电流跟踪效果.     

一种电流源型并网逆变器的有源阻尼控制策略

针对微网中电流源型并网逆变器中滤波器自身谐振问题,比较分析了无源阻尼和有源阻尼谐振抑制方法,提出了一种基于输出滤波电容谐波电压检测的有源阻尼控制策略,给出一种虚拟电阻计算方法.基于该控制策略建立了系统仿真模型.仿真结果表明,应用有源阻尼控制方案可很好地抑制滤波器自然谐振频率附近由逆变器输出高次谐波电流及由电网谐波电压在...     

基于二电平矢量拓展的通用多电平控制策略

选择电平作为参考对象,研究了对电平数和相数都具有通用性的多电平控制策略,提出了二电平矢量拓展法,并进一步分析解决了新控制策略中的电平离散意义、整余分量分解、二电平分析、桥臂开关分组等关键问题.该控制策略物理意义明晰、实现简易,控制策略的复杂度不随电平数或相数的增加而增大,对于系统电平数及相数的变化都具有很好的通用性.最后,在Matlab环境中搭建了三相五电平逆变系统模型,仿真结果证明了该控制策略简单可行.