有源钳位四电平能馈变流器预测电流控制

地铁能馈变流器能回收车辆制动能量,实现节能减排。多电平变流器可以降低有源开关的断态电压上升率,有效保护电路元件,提高输出电流的波形质量,一直是中大功率领域研究的热点。模型预测控制算法是应用于多电平变流器的一种控制算法,具有运算简单、速度快和适用性广等优点,在变流器控制领域有广阔的应用前景。目前,能馈变流器的拓扑主要为二电平和三电平,对四电平拓扑的应用关注较少。有源钳位四电平拓扑采用有源器件的T型连接代替钳位二极管,减少了元件数量,降低了系统损耗。在四电平能馈变流器的控制算法方面,载波调制算法仍被广泛使用,模型预测控制算法未能得到应用。在此背景下,提出一种适用于有源钳位四电平拓扑的预测电流控制算法,建立四电平拓扑的数学模型,分析开关状态对直流母线电容电压的影响,建立电流和电容电压的预测模型。通过模型预测控制算法中的代价函数,实现输出电流和电容电压的多目标控制。利用并网仿真模型对所提算法进行验证,在预测控制作用下可以顺利并网,并输出高质量的电流。进行阻感负载实验,能有效跟踪给定电流,维持电容电压稳定,对于负载突变也有较强的鲁棒性。仿真和实验均证明了拓扑模型和控制算法的有效性,展现了其在地铁...     

一种低开关频率下PWM调制算法

大功率逆变器开关器件容许开关频率极低,导致PWM波形谐波较大。为解决此问题,对低开关频率下PWM调制算法进行了分析和研究,并对研究得出的优化脉冲模式进行了Matlab仿真和试验验证。结果表明:相应优化脉冲模式具备优良的输出效果;该脉冲模式可用于与具体控制算法相结合,以降低逆变器的输入、输出谐波。     

基于数字信号处理器实现特定消谐脉宽调制控制技术的研究

在大功率交流传动控制中,传统的PWM(脉宽调制)方法输出由于存在低次谐波,会使电流和转矩产生脉动,影响控制精度。以三相电压型逆变器为分析对象,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)来实现特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制技术。该技术是首先根据SHEPWM控制技术的基本原理建立其特定谐波消除中开关角与调制度之间的数学模型;然后通过Matlab软件对该非线性数学模型方程组进行求解,得到对应的PWM单相电压脉冲的输出波形;同时利用dsPACE半实物仿真平台对SHEPWM控制技术进行数字化实现及验证;最后通过试验平台分析验证其输出电压、电流在不同载波比下的谐波消除情况。结果表明:基于DSP实现的SHEPWM控制技术,在实际应用中能够消除低次谐波、减小电流和转矩脉动,并能提高电能控制质量。     

一种新型单相三电平PWM整流器的研究

提出了一种新型单相三电平PWM整流器电路拓扑,详细分析了该电路的工作状态,推导了其数学模型,引入滞环电流控制来实现该电路单位功率因数和低谐波等特性.仿真结果表明:该三电平PWM整流器能有效地抑制注入电网的谐波,实现交流输入端单位功率因数和能量的双向流动,并且系统具有很好的动态特性.     

现代多电平逆变器拓扑

近年来对中压大功率逆变器的需求日益增加,多电平逆变器已引起人们极大的兴趣.文章对当前水平的各种多电平逆变器的拓扑,如:二极管箝位逆变器、电容器箝位逆变器、级联多电平逆变器、通用多电平拓扑、复合电平混合多电平拓扑、不对称混合多电平拓扑及软开关多电平逆变器等的工作原理作了简要的综述.     

高速列车三电平牵引逆变器多模式PWM调制方法研究

针对中点箝位式三电平牵引逆变器,重点研究了其多模式PWM调制中的同步调制阶段,给出一种可以实时计算开关角的中间60°同步调制方法。对于不同载波比条件,分析了中间60°同步调制的原理,得出了调制波基波幅值指令与开关角的解析关系式,并探讨了多模式下不同调制模式的切换条件。利用该方法建立了三电平逆变器-异步电机驱动系统仿真模型,对异步调制、5分频同步调制、3分频同步调制及方波工况进行了仿真。仿真结果表明,该方法下三电平逆变器输出波形对称性良好,在载波比较低时能够保证输出电压基波幅值满足要求,并可实现不同调制模式的平滑切换。     

大功率有源滤波器的并联变流器电路

提出了有效应用并联变流器作为大功率负载时的无功补偿器以及有源滤波器(APF)新拓扑.由于单个器件功率容量有限,要将功率电路结构的谐波电流总畸变率保持在规定的标准内,并联是增加设备定额的一种选择.有文献报导把几个变流器而非开关并联在一起,在分担负载时更可靠.从这个角度来看,多电平变流器很重要,因为其典型功率电路结构能把单个器件的应力限制在适当的范围.另一方面,多电平变流器具有开关频率低和能有效利用开关器件的优点,这在大功率应用中非常关键.这些优点在与一个小功率、高频的电流控制的有源滤波器并联后得到了充分利用,消除了高次谐波.提出了一种由一个三点式中点箝位变流器和一个辅助电流控制电压型逆变器组成的新的并联拓扑结构及其控制技术,并在SABER仿真平台对线性与非线性负载进行了广泛的仿真研究.     

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口，多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑，结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势，只需较少的箝位二极管和独立直流电源，即可进一步提高输出电压等级；使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路.可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法，能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制，可以进一步提高等效载波频率，减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。     

载波移相控制级联十一电平变频器的仿真研究

级联多电平高压大容量变流器已广泛应用于大型变频传动和电力系统,其各种拓扑结构和控制策略是研究的热点。文章对级联十一电平的电路结构和工作原理进行了介绍,用Matlab／Simulink软件在载波水平移相控制方式下进行系统仿真,并分析了输出电压波形和谐波成分。     

有源滤波器改进控制方法的仿真研究

有源滤波器通常采用常规的三角载波调制PWM控制方法，具有开关频率固定、输出波形谐波分量较少的优点，但响应速度比较慢、精度低。通过增加输入电压补偿来改进三角载波调制的PWM控制方法，可以提高有源滤波器的补偿精度和实时性，减少开关损耗。MATLAB/Simulink仿真验证了改进方案的可行性。     

单相电压源PWM变流器的谐波分析

从理论上分析了单相电压源PWM变流器输入电流的谐波特性.在此基础上进一步探讨了变流器功率因数、输入电流总谐波畸变率以及等效干扰电流等与谐波分布之间的关系.最后分析了多重化变流器的输入电流谐波特性,证实多重化的确是改善变流器输入电流品质的有效手段.     

基于新型单周控制技术的开关功率放大器

分析了新型单周非线性PWM控制开关功率放大器存在的延时问题及由此引起的直流偏置问题,提出了电压补偿解决方案,给出了补偿电压计算公式.补偿前和补偿后系统仿真结果的比较表明,电压补偿方案不仅能有效地消除延时问题,同时还改善了功率放大器的总谐波畸变率(THD),验证了理论分析的正确性.     

基于高频PWM整流逆变技术的能量回馈装置研究

结合高频PWM整流逆变电路高功率因数、低谐波特性,提出了一种可实现再生能量回馈利用的装置。文中介绍了该装置的主电路拓扑结构和工作原理,并根据它的等效电路和功率平衡关系建立了数学模型。从实现单位功率因数有源逆变控制出发,设计了双闭环直接电流控制系统,利用Ziegler-Nichols整定算法得到内外环PI调节器的参数。通过Matlab/Simulink仿真表明,方案设计合理,控制系统有良好的动静态性能。     

直线感应电机控制调制策略研究

针对直线感应电机控制，提出了一种零矢量载波磁链轨迹PWM控制方法，优化了传统的七段式SVPWM，减小了电机侧电压的谐波含量和电机的转矩脉动。搭建了直线电机控制调制算法，仿真结果证实了该控制方法的可行性。     

用8098单片机实现电压空间矢量脉宽调制

电压空间矢量脉宽调制是一种先进的调制方法。本文介绍了其基本原理和输出电压，建立了开关模型和最佳开关顺序。分析了滞后开通时死区时间对输出电压的影响，提出了补偿方法，用８０９８单片机系统来实现电压空间矢量脉宽调制，具有简单，可靠的优点，试验结果证明，变频器运行稳定，输出波形正统性较好。     

用于三点式逆变器的脉宽调制控制方法

介绍了用于三点式逆变器的若干控制方法，并阐述了两种改进的ＰＷＭ控制方法，新的ＰＷＭ方法能明显减逆变器输出电压诉谐波分量，试验结果也证实了这是一种降低电机脉动转矩和噪声的有效方法。     

交流传动互馈试验平台整流器研究

介绍了用于交流传动互馈试验平台的PWM整流器系统主电路的设计及参数选择。在以DSP为核心的控制系统上,实现了PWM整流器的同步PI电流控制。仿真与试验表明该系统不但能够提供稳定的直流电压,而且可实现网侧低谐波正弦电流控制、功率因数高以及电能的双向传输。应用于互馈试验平台中,该整流器只需提供系统的损耗功率,大大降低了整流器容量,使得采用中小功率的三相桥式四象限变流器即可完成对中大功率的试验平台供电。     

HXD型电力机车牵引整流器的分析

简述了HXD型电力机车牵引整流器的拓扑结构,得出PWM整流器的等效模型,给出了仿真结构和参数,分析了整流器在牵引工况和再生制动工况下的输入端电压电流关系,验证了理论分析的正确性.