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三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究 被引量：74
1
作者 金红元 邹云屏 +4 位作者 林磊 陈伟 邹旭东 钟和清 张柯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第20期64-68,共5页
该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态... 该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 三电平 PWM整流器 双环控制 单位功率因数 中点电压平衡
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三电平脉宽调制高频整流器系统数学模型及仿真分析 被引量：64
2
作者 詹长江 秦荃华 +2 位作者 韩英铎 王仲鸿 陈坚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第7期45-48,共4页
在开关函数和空间矢量的概念的基础上，引入交流电机统一理论中的空间坐标系变换矩阵，提出了三电平脉宽调制（ＰＷＭ）高频整流器系统数学模型，系统仿真的结果验证了该数学模型的正确性。
关键词 脉宽调制 三电平 高频整流器 数学模型 仿真
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一种新的三电平中点电位滞环控制法 被引量：56
3
作者 姚文熙 吕征宇 +1 位作者 费万民 钱照明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期92-96,共5页
该文针对三电平中点电位平衡原理提出了一种中点电位的滞环控制方法,该方法根据当前的PWM组合和各相输出电流方向判断出中点电流方向,通过滞环比较的方式得到中点电压偏向,并由此判断当前PWM对中点电位的作用,将当前的PWM组合中可以实... 该文针对三电平中点电位平衡原理提出了一种中点电位的滞环控制方法,该方法根据当前的PWM组合和各相输出电流方向判断出中点电流方向,通过滞环比较的方式得到中点电压偏向,并由此判断当前PWM对中点电位的作用,将当前的PWM组合中可以实现中点电位平衡的组合重新分配使之有利于中点电位的平衡。该方法独立于具体的PWM调制模式,因此可以胜任各种PWM调制模式下的中点电位调整。而且也可通过调整滞环宽度的方法来调整中点电位的允许波动和开关管开关次数。该文以特定谐波消除PWM方法(SHEPWM)为例,仿真和实验结果显示了很好的中点平衡效果。该方法对三电平中点电位平衡上具有通用性。 展开更多
关键词 三电平逆变器 NPC型 三电平逆变电路 空间矢量调制 正弦波调制 三电平中点电位滞环控制法
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一种新颖的三电平软开关谐振型DC/DC变换器 被引量：64
4
作者 顾亦磊 吕征宇 钱照明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期24-28,共5页
该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大... 该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大的输入输出调节范围。整个变换器只需一颗磁元件。该变换器在高压端输入时效率较高,应用在要求有保持时间的电源产品上特别有利。文中通过一个500V-700V输入,54V/10A输出的样机验证了它的工作原理和特点。该样机在额定条件下效率达到94.7％。 展开更多
关键词 三电平软开关谐振型DC/DC变换器 脉宽调制 谐振电流 二极管
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三电平逆变器的功率管开路故障诊断 被引量：64
5
作者 汤清泉 颜世超 +1 位作者 卢松升 刘正之 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第21期26-32,共7页
三电平变换器因其输出谐波小、开关应力低等优点而受到广泛关注,而对变换器故障情况的诊断处理是变换器能可靠、高效运行的前提。该文针对三电平变换器的拓扑,通过理论分析和仿真实验,对变换器中的各功率管开路故障诊断进行研究。以二... 三电平变换器因其输出谐波小、开关应力低等优点而受到广泛关注,而对变换器故障情况的诊断处理是变换器能可靠、高效运行的前提。该文针对三电平变换器的拓扑,通过理论分析和仿真实验,对变换器中的各功率管开路故障诊断进行研究。以二极管钳位三电平半桥逆变器为例,分析三电平变换器在功率管开路下的电路工作情况及故障表现形式,并由此提出根据检测逆变器输出侧PWM电压和输出电流极性来诊断功率管开路故障的故障识别方案。最后通过仿真和实验验证该方法的正确性和有效性。该方法相对于已往的功率管开路故障诊断方法,具有诊断迅速、可靠性高的优点。 展开更多
关键词 电力电子 三电平 逆变器 开路故障 故障诊断 交流侧PWM电压
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基于多神经网络的三电平逆变器器件开路故障诊断方法 被引量：66
6
作者 陈丹江 叶银忠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期120-126,共7页
研究了三电平逆变器功率器件故障的诊断问题,以实现单个器件开路和多个器件同时开路的多故障模式的诊断。采用三电平逆变器的上、中、下桥臂电压作为测量信号,以分离不同的故障模式。利用频谱分析提取桥臂电压的谐波幅值和相位作为故障... 研究了三电平逆变器功率器件故障的诊断问题,以实现单个器件开路和多个器件同时开路的多故障模式的诊断。采用三电平逆变器的上、中、下桥臂电压作为测量信号,以分离不同的故障模式。利用频谱分析提取桥臂电压的谐波幅值和相位作为故障特征信息。提出了多神经网络结构和算法,实现了多模式故障的诊断。仿真和实验结果表明,该方法能够区分多种故障模式,并精确定位到故障器件,且诊断结果精度高,抗干扰能力强。 展开更多
关键词 三电平 故障诊断 频谱分析 多神经网络 桥臂电压
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电磁轴承三电平PWM功率放大器研究 被引量：27
7
作者 曾学明 徐龙祥 刘正埙 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2002年第3期13-15,共3页
根据三电平理论设计了一种电磁轴承PWM开关功放。计算了三电平和两电平式PWM功放的电流纹波 ,得出三电平功放电流纹波和电源电压无关的结论。实验结果表明 ,三电平功放具有电流纹波小、电流响应快。
关键词 电磁轴承 功率放大器/三电平
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基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略 被引量：45
8
作者 赵争鸣 张海涛 +2 位作者 袁立强 白华 杨志 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期1-6,18,共7页
在分析了三电平变频器拓扑结构特点和IGCT结构特性的基础上,讨论了基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略,提出了针对IGCT的全保护概念。对其安全运行区域进行了详尽的分析,结合实例给出定量的安全区域设计原则和相应的保护措施。
关键词 高压变频器 三电平 IGCT 失效机理 保护策略
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三电平PWM整流器直接功率控制 被引量：43
9
作者 张颖超 赵争鸣 +2 位作者 袁立强 鲁挺 张永昌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期62-68,共7页
在给出了三电平电压型PWM整流器数学模型的基础上,结合瞬时功率理论,推导了输入有功、无功和整流器矢量的关系,提出了一种应用于三电平PWM整流器的直接功率控制(DPC)方法。该方法不仅能够实现系统对有功、无功的直接控制,而且能够避免... 在给出了三电平电压型PWM整流器数学模型的基础上,结合瞬时功率理论,推导了输入有功、无功和整流器矢量的关系,提出了一种应用于三电平PWM整流器的直接功率控制(DPC)方法。该方法不仅能够实现系统对有功、无功的直接控制,而且能够避免矢量切换时相电压、线电压幅值的过高跳变,同时有效地控制了中点电位的平衡。仿真和实验结果表明此方法算法简单,实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 三电平 PWM整流器 直接功率控制 瞬时功率 开关表 矢量切换 中点平衡
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SPWM控制单相三电平逆变器 被引量：36
10
作者 王学华 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期73-76,共4页
该文提出了一种单相中点箝位电压源型三电平逆变器。可以减小输出滤波器的尺寸。同时,三电平桥臂开关管的电压应力可以减小为输入电压的一半。文中详细分析了该变换器的 SPWM 控制策略,并且介绍了一种负载电流前馈电路。通过加入这种前... 该文提出了一种单相中点箝位电压源型三电平逆变器。可以减小输出滤波器的尺寸。同时,三电平桥臂开关管的电压应力可以减小为输入电压的一半。文中详细分析了该变换器的 SPWM 控制策略,并且介绍了一种负载电流前馈电路。通过加入这种前馈电路,可以提高逆变器的输出电压外特性。通过一台 1kVA 的原理样机,验证了该变换器的优点和负载电流前馈方法的有效性。 展开更多
关键词 三电平逆变器 SPWM控制 单相 负载电流 电压应力 变换器 电压源 馈电 前馈 输出滤波器
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混合式三电平中点电位平衡控制策略 被引量：41
11
作者 周京华 贾斌 +1 位作者 章小卫 陈亚爱 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第24期82-89,13,共8页
三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势,但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调... 三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势,但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调制度下,根据中点电压偏移情况,结合三相电流,明确重叠区域的扇区选择原则,克服非冗余小矢量造成的中点偏移;高调制度下,充分考虑中矢量对中点偏移的影响,对不同的小三角形设置不同的时间控制因子,实现对中点电位平衡的精细化控制。基于DSP构建三电平逆变器硬件平台,在1140V/500kW三相异步电机和三相电感上完成了相关实验。实验结果验证了该方法可以实现全频率段中点电位的平衡控制。 展开更多
关键词 三电平 中点平衡 空间矢量脉宽调制 混合式 调制度
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配电网中的电力电子变压器研究 被引量：41
12
作者 凌晨 葛宝明 毕大强 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期34-39,共6页
针对电力电子变压器(PET)在配电网中的应用,采用三级拓扑结构,提出一种新方案。输入级高压为三电平整流电路,以降低元器件耐压等级,采用无功功率和高压整流输出电压闭环,以实现无功可调和稳定高压侧的直流电压;隔离级采用高频变压器,其... 针对电力电子变压器(PET)在配电网中的应用,采用三级拓扑结构,提出一种新方案。输入级高压为三电平整流电路,以降低元器件耐压等级,采用无功功率和高压整流输出电压闭环,以实现无功可调和稳定高压侧的直流电压;隔离级采用高频变压器,其高压侧为三电平拓扑,低压侧为二极管整流,实现从高压到低压的dc/dc变换和隔离目的,而且通过输出电压闭环控制确保低压直流侧电压恒定;输出级低压为二电平三相逆变电路,采用输出电压闭环以控制期望的电压。采用三级控制分别对应三级电路,以实现系统输入电流正弦、负荷侧供电电压恒定,灵活传输有功,向电网注入无功等功能。详细介绍了所提出的PET系统各部分工作原理,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型,以DSP TMS320F2812为基础构建了实验平台,仿真和实验结果验证了该PET系统可行、有效。 展开更多
关键词 电力电子变压器 配电网 三电平 电能变换
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变虚拟空间矢量的三电平NPC变换器中点电位平衡控制策略 被引量：39
13
作者 桂石翁 吴芳 +1 位作者 万山明 黄声华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期5013-5021,共9页
在多电平变换器研究领域,三电平中点钳位逆变器目前是一种研究比较广泛的一种拓扑结构,但是此拓扑结构容易造成中点电压偏移问题。基于理论上虚拟空间矢量的调制方法可以实现分压电容中点电压平衡控制,因此,为增强中点电压平衡的控制效... 在多电平变换器研究领域,三电平中点钳位逆变器目前是一种研究比较广泛的一种拓扑结构,但是此拓扑结构容易造成中点电压偏移问题。基于理论上虚拟空间矢量的调制方法可以实现分压电容中点电压平衡控制,因此,为增强中点电压平衡的控制效果,提出调节虚拟中矢量中点电流和分配正、负小矢量作用时间的中点电压平衡控制方法。相对虚拟空间矢量脉宽调制算法和混合式调制算法来说,所采用的可变虚拟空间矢量控制算法简单、实用,能实现三电平NPC变换器中点电位平衡控制。 展开更多
关键词 三电平 中点钳位型变换器 空间矢量脉宽调制 虚拟空间矢量脉宽调制 变虚拟空间矢量脉宽调制 电压平衡
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三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制 被引量：31
14
作者 唐健 王翔 +2 位作者 何英杰 王成智 邹云屏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第19期59-63,共5页
建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型。针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能。详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测... 建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型。针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能。详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件。基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应。 展开更多
关键词 有源滤波器 无差拍控制 三相四线制 三电平
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三电平LLC谐振型DC/DC变换器的分析和设计 被引量：31
15
作者 顾亦磊 吕征宇 钱照明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第16期67-71,共5页
将三电平技术和LLC谐振变换器结合起来,提出三电平LLC谐振变换器。根据等效电路模型推导出该变换器输入输出电压的增益与开关频率、负载之间的关系,揭示其开路和短路特性.为该变换器的空载工作和短路保护的设计提供了理论基础。提供了... 将三电平技术和LLC谐振变换器结合起来,提出三电平LLC谐振变换器。根据等效电路模型推导出该变换器输入输出电压的增益与开关频率、负载之间的关系,揭示其开路和短路特性.为该变换器的空载工作和短路保护的设计提供了理论基础。提供了该变换器两个死区时间的设计方法,从而保证了开关电压应力限制在输入电压的一半,同时满足每个开关零电压关断的实现条件。谐振参数可用推荐的方法依照变比n、谐振电容Cs、谐振电感Ls、谐振电感Lm的次序来设计。最后根据所提供的设计方法设计了一个540 W样机,性能和结果满足要求,效率达94.7％。 展开更多
关键词 三电平 谐振 直流-直流变换器 电力电子
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考虑中点电压不平衡的中点箝位型三电平逆变器空间矢量调制方法 被引量：34
16
作者 姜卫东 王群京 +2 位作者 陈权 史晓锋 王红涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第30期20-26,共7页
论述了中点电压偏移时,中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器的空间矢量调制方法(space vector pulse-width modulation,SVPWM)。当中点电压偏移时,电压矢量本身的变化和平衡算法所带来的冗余矢量作用时间所引起的合成误... 论述了中点电压偏移时,中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器的空间矢量调制方法(space vector pulse-width modulation,SVPWM)。当中点电压偏移时,电压矢量本身的变化和平衡算法所带来的冗余矢量作用时间所引起的合成误差。经计算得到不同调制度时的合成误差曲线。将中点电压的不平衡因子引入矢量的选择和作用时间的计算中,利用不平衡因子调整矢量作用时间。比较了当逆变器带有异步电机负载时,传统矢量调制方法和改进的调制方法在电机启动过程系统的响应特性。表明改进的算法不仅能使三电平逆变器的输出电压谐波含量大幅减少,并且中点电压不平衡、电机转矩脉动、电流畸变也大幅度减小。 展开更多
关键词 三电平 逆变器 空间矢量调制 电容电压 前馈控制
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一种新颖的交错并联正激三电平变换器 被引量：30
17
作者 梁小国 危建 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期139-143,共5页
该文提出一种交错并联正激三电平直流变换器,其输出滤波电感可大大减小。这个特点使它非常适用于负载动态变化很快的功率变换场合(如电压调节模块),不仅可以提高动态响应速度,还可以减小输出滤波电容,从而使得输出滤波器体积大大减小,... 该文提出一种交错并联正激三电平直流变换器,其输出滤波电感可大大减小。这个特点使它非常适用于负载动态变化很快的功率变换场合(如电压调节模块),不仅可以提高动态响应速度,还可以减小输出滤波电容,从而使得输出滤波器体积大大减小,提高变换器的功率密度。该文首先分析该变换器的工作原理,然后和传统的两电平变换器进行比较,最后试制一台0.8V/100A输出的电压调节模块样机对该变换器性能进行试验验证。 展开更多
关键词 正激 三电平变换器 三电平直流变换器 输出滤波器 滤波电容 并联 功率变换 电压调节 滤波电感 负载
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一种单相三电平SVPWM调制与载波SPWM内在联系 被引量：33
18
作者 宋文胜 冯晓云 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期131-138,共8页
针对单相三电平二极管钳位(NPC)电压型整流器,为了减小其开关切换次数和开关切换损耗,本文提出了一种单相三电平空间电压矢量调制(SVPWM)方法和一种基于零序分量注入的单相三电平单极性载波叠层的正弦脉宽调制(TLC-SPWM)调制方法。分别... 针对单相三电平二极管钳位(NPC)电压型整流器,为了减小其开关切换次数和开关切换损耗,本文提出了一种单相三电平空间电压矢量调制(SVPWM)方法和一种基于零序分量注入的单相三电平单极性载波叠层的正弦脉宽调制(TLC-SPWM)调制方法。分别给出了该SVPWM的详细设计方法和该TLC-SPWM的零序分量设计方法。并通过理论分析和计算,证明该SVPWM与该零序分量注入的TLC-SPWM本质上为同一类脉宽调制方法,仅实现方式不同。与传统的单极性TLC-SPWM相比,这两种调制方法能够有效地减小开关切换次数,从而减小开关切换损耗。最后,分别搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于TMS320F2812为控制器的1.3kW实验样机,仿真和实验结果都验证了该SVPWM算法及其中点电位控制的可行性和有效性。 展开更多
关键词 三电平 中点电位控制 SVPWM 载波SPWM调制 零序电压分量注入
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三电平逆变器SHEPWM非线性方程组的求解 被引量：32
19
作者 费万民 张艳莉 +2 位作者 阮新波 姚文熙 吕征宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期62-68,共7页
初值对三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination PWM,SHEPWM)非线性方程组求解过程收敛与否和收敛速度都至关重要。为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种以冲量相等、重心重合为原则的求取非线性方程组... 初值对三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination PWM,SHEPWM)非线性方程组求解过程收敛与否和收敛速度都至关重要。为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种以冲量相等、重心重合为原则的求取非线性方程组初值的方法,使得每一个M下取得的初值往往可以保证大多数M(以0.01为分辨率)值对应的非线性方程组收敛,而且显著加快了迭代的收敛速度。对采用所提方法求得的初值不能收敛的M值对应的方程组求解,采取了以其相邻的M值对应的数值解为初值的有效方法,结合这两种初值方法。以11个开关切换点为例,以0.01为调制度M的分辨率,对M从1.15到0.01范围内的每一点上的非线性方程组,采用Matlab6.5中提供的基于牛顿迭代法的fsolve函数,分别求解,并给出至少一个可以实现的数值解。讨论了三电平逆变器SHEPWM问题的多解现象和简单的优化原则。建立了二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,对所求SHEPWM的解抽样进行实验,实验证明了所求解能够实现基波控制目标并消除选定的低频次谐波,证明该文提出的方法是有效的。 展开更多
关键词 三电平 逆变器 特定谐波消除 脉冲宽度调制 初值
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固定开关频率三电平PWM整流器直接功率控制 被引量：29
20
作者 张颖超 赵争鸣 +2 位作者 鲁挺 张永昌 袁立强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期72-76,82,共6页
以三电平电压型PWM整流器的数学模型为基础,结合瞬时无功理论,推导了瞬时功率和三电平整流桥开关矢量之间的关系,提出了一种固定开关频率的三电平PWM整流器的直接功率控制方法。该方法基于空间电压矢量调制,实现了动态过程中有功功率和... 以三电平电压型PWM整流器的数学模型为基础,结合瞬时无功理论,推导了瞬时功率和三电平整流桥开关矢量之间的关系,提出了一种固定开关频率的三电平PWM整流器的直接功率控制方法。该方法基于空间电压矢量调制,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制。相对于传统的开关表bang-bang控制方式的直接功率控制,该方法不仅能够实现系统对有功功率和无功功率的直接控制,而且能保证固定的开关频率,简化了滤波器的设计。实验结果表明该控制策略实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 三电平 PWM整流器 直接功率控制 瞬时功率 空间电压矢量调制
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