NPC型三电平逆变器SVPWM控制研究与仿真

多电平逆变器通过对直流侧的分压和开关状态的不同组合,实现多电平阶梯波输出电压,能有效地提高逆变器系统容量和耐压水平,减小输出电压谐波和开关损耗.三电平逆变器以其优越的性能已逐步成为了大容量,高电压电机调速的主要实现方式之一.以二极管箝位型(NPC)为研究对象.分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制三电平逆变器的算法原...     

最佳脉宽调制（PWM）方法的探讨

分析了交－直－交电力传统动系统中由逆变器供馈三相异步电机时，在最常用的同步脉宽调制（ＰＷＭ）方式下出现的电压谐波，对各种不同的载波比和调幅比用计算机进行了各相电压谐波幅及频谱计算，提供了在各种频率下选择最佳ＰＷＭ方式的依据。     

变频调速系统中正弦绕组电机的谐波分析

本文从典型的电压型逆变器输出的六阶梯电压波形和电流型逆变器输出的方波形电流出发,分析在不同时间谐波供馈到异步电机时,在正弦绕组电批及普通绕组电机中所产生的一系列空间磁场谐波幅值的相对变化,以及所有这些谐波在正弦绕组电机中被消除或抑制的情况,为在 PWM 调制及电流型变频器多重化技术应用中消除某一确定谐波的影响提供了依据     

基于单相Heric并网逆变器的模型预测电流控制

针对单相Heric并网逆变器,为了提高并网电流的电能质量,提出一种基于虚拟电压的模型预测电流控制系统策略.首先,通过分析单相Heric逆变器的工作模态,建立了单相并网系统的数学模型;其次,由于常规Heric逆变器在开关转换过程中只能输出V_(dc)、0、-V_(dc)三种基本电压值,使其输出电压跳变幅度较大,从而导致并网电流谐波含量高,因此,提出了基于伏秒平衡原理增加Heric逆变器输出虚拟电压的解决方法;最后,仿真实验验证了该控制策略的正确性和有效性.仿真实验结果表明:所提出的基于虚拟电压的MPCC策略能够改善单相Heric并网逆变器的输出电压波形,能够保证并网电流快速、准确地跟踪其电流参考值,降低了并网电流的总谐波失真率.     

随机零矢量分配RPWM的实现及其功率谱分析

在功率变换器中,随机脉宽调制技术的作用就是把输出电压的离散谱部分转换成连续谱,降低谐波谱的峰值,达到抑制噪声和电磁干扰的目的.文中分析了随机零矢量分配的RPWM策略.推导了逆变器的开关函数和线电压的谐波谱(离散部分)和连续功率谱的解析表达式,并在实验中得到验证.     

单相桥式SPWM电压型逆变器死区效应研究

分析了电压型SPWM逆变器的工作原理,详细讨论了死区时间对电压型逆变器输出电压的影响,特别是在载波频率很高的情况下,死区使得输出基波电压下降,输出电压低次谐波含量增加,相位发生变化,通过Matlab建立桥式逆变器的模型,对结论进行了验证。     

十二相同步电动机对交-交变频调速系统谐波的改善

在给出十二相交-交变频器输出谐波电压的基础上,对交-交变频十二相同步电动机调速系统四"Y"综合d,q电压谐波进行了推导,结果表明,四"Y"d,q电压谐波可以互相抵消,使得d轴和谐波电压为零、q轴和谐波电压中仅含有幅值很小的少数次谐波,进一步对电流谐波、电磁转矩谐波的分析证明这种电压谐波抵消作用对改善交-交变频十二相同步电动机的谐波特性具有良好的效果.仿真和试验结果验证了理论推导的正确性.     

船用恒电位仪整流电路谐波分析

船用恒电位仪输出的纹波电压将在海水中产生谐波电磁场，该电磁场是舰船重要的特征信号。文中针对船用恒电位仪单相可控桥式整流电路，推导了负载电压表达式，分析了负载电压的谐波组成；给出了计算负载电压有效值、电压纹波系数及各次谐波电压幅值的计算公式；根据给定的一组参数，计算了可控硅导通角、负载电压平均值、电压纹波系数和各次谐波电压幅值随控制角的变化曲线，实验结果表明，计算结果符合实际情况。     

新型12相多重叠加逆变器的建模与仿真

基于圆形移相变压器的12相多重叠加逆变器的工作原理,分析了在12相方波电压输入情况下,圆形移相变压器中的磁动势将近似为圆形旋转磁动势,因此在三相输出绕组中将得到近似的三相对称正弦电压.文中建立了该逆变器的数学模型,推导了参数计算公式,给出了简单的调压策略,并用Matlab对12相多重叠加的逆变过程进行了仿真.仿真结果表明,这种新型的12相多重叠加逆变器可以有效地减小输出的谐波,改善逆变器的输出性能,同时可以方便地调节输出电压.     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

动车组牵引传动三电平逆变器SVPWM控制

提出了适用于高速动车组牵引传动中三电平逆变器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略.动车组起动和低速阶段要求转矩脉动小,采用恒定最大开关频率控制的三电平异步调制策略;高速时,要求逆变器在低开关频率下的良好谐波性能,在中高速和高速分别采用4脉冲和2脉冲同步调制策略.仿真结果与实测动车组牵引电机电压波形进行了对比,证实了SVPWM控制策略的有效性.     

一种多电平逆变器的分析方法与仿真

近年来,为了解决逆变系统中主开关低耐压值与电力系统中高电压值直接匹配的矛盾,多电平逆变器在大功率场合应用越来越广泛.提出并分析了五电平逆变器的思想和工作原理,提出了适用于五电平逆变器的多载波调制技术,并对其输出电压进行了仿真分析.     

基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器控制研究

为改善微电网系统中的输出电能质量,针对并网逆变器输出电流中存在的谐波问题,设计了一种附加谐波补偿器的QPR控制器.首先,建立三相并网逆变器系统的数学模型;然后针对QPR控制方法无法消除逆变器输出电流中谐波的问题,构造了QPR调节器与谐波补偿器并联的电流控制器,以实现对逆变器输出电流中谐波的抑制;最后建立基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器仿真模型.仿真结果表明,所构建的电流控制器系统具有谐波补偿能力,采用该控制策略的并网逆变器系统具有高质量的输出电流和较小的功率及频率波动.     

一种新的多电平逆变器PWM方法及其理论分析

针对多电平逆变器的空间电压矢量数目庞大,以至于SVPwM方法难以实现的问题,研究了基于H桥五电平逆变器的载波PWM方法.根据相移SPwM方法的思想,提出调制波与载波均相移的控制方法.利用双重傅里叶变换及其相关性质,理论上定量分析和计算了PD-PSPWM和POD-PSPWM两种方法的差模电压及共模电压的谐波特性,并进行了仿真试验.理论分析和仿真结果均表明,α=π,β=π时POD-PSPwM方法可使直流电压利用率,输出差模电压和共模电压的综合性能达到最优.     

谐波电流最小优化同步SVPWM方法研究

为解决大功率牵引逆变器在低载波比下输出电流谐波含量大的问题,以谐波电流有效值最小为优化指标,提出了一种基于空间电压矢量的优化同步PWM(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法.首先,根据传统同步调制输出电压波形满足多种对称性的特点,提出一种通用的构造待优化空间矢量序列集合方法;其次,基于构造出的矢量序列集合,依次进行了单个矢量序列优化开关角度求解、整体优化求解和系统级优化选择;最后,将优化结果与基于相电压波形的优化PWM(pulse width modulation)方法进行比较,分析结果表明:该优化SVPWM方法将变量求解区间缩小了2/3;求解结果对迭代初值不敏感,对任意初值都能收敛到全局最优解.     

额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析

通过综合分析高速机车脉宽调制(PWM)整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性,对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析.采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式;基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式,进而对串联、并联谐振进行了分析.在此基础上,对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析.结果表明:谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关,尤其是谐波电流的变化更大;特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振,且谐振位置随机车位置变化;谐波电流含量很小,主要集中在3～9次低次谐波和发生串联谐振的频带.     

微机控制PWM GTO逆变器变频调速系统

研制了一套由微机产生最优化鞍形波等面积PWM信号来控制的电压型GTO逆变器交流电机变频调速系统。该系统以准16位单片微处理机8098为控制手段,以16位微型计算机IBM SUPER-Ⅲ与MCS-96BH串行通讯所组成的开发装置为基础,以最优化鞍形波PWM开关方案-最小脉动电流法(THD)为控制思想,并与适宜实时计算的等面积对称规则采样法相结合,充分利用准16位单片微机快速的乘除运算,A/D转换及可编程的高速输出器,软件定时器等功能,在6路高速输出端(HSO.0-HSO.5)输出PWM信号,再经光电隔离放大,驱动主电路逆变器的6个GTO。最优化鞍形波等面积PWM方案具有如下优点:1/4波对称可消除偶次谐波,逆变器输出电压近似线性变化,谐波电流有效值的总和为最小,低频时不存在电机转矩脉动现象。带电机负载实验表明,系统运行稳定,调速平滑,反应速度快。     

三相交流电机调速传动中的变流技术

在任何频率下，若感应电动机输出的转矩一定，则逆变器输出的电流是恒定值；当逆变器输出电流的频率变化时，感应电动机中的磁通并不改变，因而励磁电流是恒定值；感应电动机的最大转矩出现在与同步转速ｎ１相差转时，最大转矩是与逆变器输出频率无关的恒定值。马克墨菜式逆变器和串联二极管式逆变器多用作频率较低的大、中型感庆式电动机的电源，其输出波形中的高次谐波可通过多个逆变器进行级联连接消除；吕联逆变顺用作负载变动不     

五相三电平H桥逆变器的空间矢量控制算法研究

提出了一种简化的五相三电平H桥逆变器空间矢量PWM算法.该方法采用相移SPWM思想,将五相三电平H桥逆变器作为两个由单桥臂组成的五相分别予以控制.分析选择合理的工作电压矢量及开关作用顺序,计算开关周期内的各工作电压矢量的作用时间,仿真和实验结果均验证了文中提出的空间矢量PWM算法可以减小输出电压谐波.     

三相系统并联指令脉宽调制（PWM）技术

在三相逆变器系统中，逆变器三个桥臂的输出电压通常是以相电压指令进行独立调制。本文提出的三相系统并联指令脉宽调制（ＰＷＭ）技术是指把一个周期分成几个区，在不同的分区内，其中一个桥臂不调制，其它两个桥臂以相电压的关联线电压指令进行调制。