适用于大功率三电平中点钳位整流器的SVPWM和DPWM策略研究 被引量：16

1

作者 高瞻 李耀华 +2 位作者 葛琼璇 赵鲁 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期4864-4876,共13页

大功率三电平中点钳位(NPC)整流器在满足网侧谐波电流限值、直流侧中点电压平衡和避免相电压两电平跳变(TLJ)的前提下,要尽可能降低开关频率。基于以上功能需求,首先分析了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)和不连续脉冲宽度调制(DPWM)的基... 大功率三电平中点钳位(NPC)整流器在满足网侧谐波电流限值、直流侧中点电压平衡和避免相电压两电平跳变(TLJ)的前提下,要尽可能降低开关频率。基于以上功能需求,首先分析了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)和不连续脉冲宽度调制(DPWM)的基本原理,介绍了传统的四种SVPWM开关序列和八种DPWM开关序列并对比了各自作用下的相电压波形。针对传统SVPWM相电压存在的TLJ和开关频率较高缺陷,提出两种改进型SVPWM开关序列;针对传统DPWM相电压存在的TLJ,提出两种改进型DPWM开关序列。在此基础上,该文从TLJ、开关频率、中点电压自平衡能力、谐波总畸变率(THD)和各次谐波电流含量等方面对SVPWM和DPWM的性能进行了详细分析,总结了适用于大功率三电平NPC整流器的三种SVPWM开关序列。最后搭建三电平NPC变流器样机,通过实验验证了所提出改进型开关序列的有效性。 展开更多

关键词 三电平中点钳位整流器 空间矢量调制 不连续调制 两电平跳变 降低开关频率

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基于新型矢量选择表的电压型三电平中性点钳位整流器直接功率控制策略 被引量：13

2

作者 李宁 王跃 王兆安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期76-89,共14页

在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对... 在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对瞬时功率的影响,提出一类新颖的三电平NPC整流器DPC策略。该策略将系统直流电压利用率分成若干区域,在每个区域中选择不同的矢量选择表对系统瞬时功率进行控制。此外,通过合理选择DPC策略矢量表对应的开关状态,解决了三电平NPC整流器直流电容电压不平衡问题。最后,针对某些直流电压利用率区间内系统瞬时无功功率存在非正常波动问题,分析其产生原因,并通过添加过渡扇区及与之对应的矢量选择表格,对系统瞬时无功功率的非正常波动进行修正。仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 电压型三电平中性点钳位整流器 直接功率控制策略 直流电压利用率 直流电容 电压不平衡 瞬时无功功率 非正常波动

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具有采样偏差抑制的三电平NPC整流器DBC 被引量：1

3

作者 王金平 席荻捷 +1 位作者 吉耀聪 唐林 《电力电子技术》 北大核心 2023年第3期27-30,39,共5页

为降低三电平中点箝位型(NPC)整流器的电流畸变率,提出一种对采样偏差抑制的无差拍控制(DBC)方法。为此,在电网电压采样结果和输出电流采样结果中都加入了遗忘迭代滤波算法,通过消除采样偏差的影响提高DBC算法的控制能力。通过仿真和试... 为降低三电平中点箝位型(NPC)整流器的电流畸变率,提出一种对采样偏差抑制的无差拍控制(DBC)方法。为此,在电网电压采样结果和输出电流采样结果中都加入了遗忘迭代滤波算法,通过消除采样偏差的影响提高DBC算法的控制能力。通过仿真和试验测试,配置了参数的范围,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 三电平中点箝位型整流器 采样偏差 遗忘迭代滤波算法

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高速磁悬浮牵引系统大功率三电平整流器特定谐波消除脉宽调制策略 被引量：8

4

作者 赵牧天 葛琼璇 +2 位作者 张波 范恩泽 朱进权 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4180-4192,共13页

高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位(ANPC)变流器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波,基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器(LESO)和比例谐振(PR)控制,提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除... 高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位(ANPC)变流器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波,基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器(LESO)和比例谐振(PR)控制,提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略,并设计相应的死区补偿方法。高速磁悬浮列车在运行过程中,定子段换步会造成逆变侧负载剧烈变化,从而引起网侧电流的大幅度改变。考虑到SHEPWM动态性能较差,提出一种在换步阶段对离线计算的开关角进行在线修正的方法,可提高基于SHEPWM整流器闭环控制的动态调节能力。最后,利用背靠背三电平ANPC变流器实验平台进行实验,验证了SHEPWM提高网侧电流质量的优越性以及所提策略提高SHEPWM闭环控制动态性能的有效性。 展开更多

关键词 高速磁悬浮列车 三电平有源中点钳位整流器 特定谐波消除脉宽调制 线性扩张状态观测器 动态性能

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空间矢量脉宽调制方法在单相三电平中点箝位型整流器中的应用 被引量：4

5

作者 段文岩 何英杰 +1 位作者 刘云峰 刘进军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期91-96,共6页

针对单相三电平中点箝位型(NPC)整流器中多个开关管同时导通或关断的问题,在分析电路拓扑和工作原理的基础上,提出了一种单相空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。这种SVPWM方法合理地设计各个扇区内部的调制序列,并且在扇区切换时加入过渡调... 针对单相三电平中点箝位型(NPC)整流器中多个开关管同时导通或关断的问题,在分析电路拓扑和工作原理的基础上,提出了一种单相空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。这种SVPWM方法合理地设计各个扇区内部的调制序列,并且在扇区切换时加入过渡调制序列,从而保证了开关状态的连续性。在分析各个开关状态对中点电压影响的基础上,该方法根据中点电压和网侧电流的情况来选择合适的冗余小矢量,从而实现直流侧中点电压控制。另外,通过使用冗余零矢量,该方法能够达到倍频的效果。针对这种SVPWM方法,搭建样机进行了实验研究,实验结果表明:SVPWM方法能够保证在同一时刻只有一个开关管导通或关断,而且输出电压的跳变量为直流侧电压的1/2;网侧电压与网侧电流保持了较好的同相位,且动态性能良好;该方法能够实现中点电压控制,并且具有较好的动态响应速度和稳态控制精度。 展开更多

关键词 单相三电平中点箝位型整流器 扇区过渡 中点电压控制

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真空管道磁浮列车三电平中点钳位整流器的改进型模型预测控制研究 被引量：2

6

作者 皇甫海文 蔡盼盼 李庆来 《电气技术》 2021年第6期28-35,共8页

真空管道磁浮列车三电平中点钳位(NPC)整流系统所需的控制目标较多。与PWM控制方式相比,模型预测控制可以在单个代价函数中增加任何必要的控制目标,故更适用于多目标控制,但其计算量更大,主要控制目标相互耦合,影响输出性能。为了解决... 真空管道磁浮列车三电平中点钳位(NPC)整流系统所需的控制目标较多。与PWM控制方式相比,模型预测控制可以在单个代价函数中增加任何必要的控制目标,故更适用于多目标控制,但其计算量更大,主要控制目标相互耦合,影响输出性能。为了解决传统模型预测控制存在的问题,本文提出一种改进型模型预测控制策略,可在保证系统稳定运行的基础上,节省约22%的计算时间。同时,本文考虑负载与开关频率权重系数的变化对电流谐波畸变率(THD)及平均开关频率(损耗)的影响,提出变开关频率权重系数的控制策略,以满足不同负载情况下系统对谐波和损耗的要求。最后,仿真验证了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 真空管道磁浮列车 三电平中点钳位(NPC)整流器 模型预测控制 控制目标解耦 变权重因子控制

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基于三电平变流器的单边可控开绕组永磁同步发电机系统控制技术 被引量：4

7

作者 年珩 陈亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期6238-6245,共8页

为改善变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的运行性能,提出了三电平中点钳位式(neutral point clamped,NPC)变流器和二极管整流桥集成供电的单边可控开绕组PMSG系统拓扑结构。通过建... 为改善变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的运行性能,提出了三电平中点钳位式(neutral point clamped,NPC)变流器和二极管整流桥集成供电的单边可控开绕组PMSG系统拓扑结构。通过建立开绕组PMSG数学模型,研究了基于三电平变流器的单边可控开绕组PMSG系统控制策略,并结合三电平变流器的中点电压(neutral point potential,NPP)波动机制,分析了在此结构下三电平变流器关于调制度范围和功率因数角范围的运行性能。最后,通过实验验证了所提控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 开绕组永磁发电机 三电平中点钳位式变流器 二极管整流桥 中点电压波动

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三电平脉冲整流器的仿真与分析

8

作者 刘林曼 韦俊 +1 位作者 陈寒露 郜阳 《自动化信息》 2012年第9期31-32,共2页

随着电力电子技术的发展，高功率因数，低谐波的PWM整流器也逐渐得到了应用。PWM整流器消除了传统整流电路（如二极管构成的不可控整流电路和晶闸管构成的相控整流电路）的谐波分量大、功率因数低且不可任意控制等缺点。当整流装置应用... 随着电力电子技术的发展，高功率因数，低谐波的PWM整流器也逐渐得到了应用。PWM整流器消除了传统整流电路（如二极管构成的不可控整流电路和晶闸管构成的相控整流电路）的谐波分量大、功率因数低且不可任意控制等缺点。当整流装置应用于高压场合时，需要使用高反压的功率开关管IGBT或将多个功率开关管串联使用，而三电平整流器[2]的每一个功率开关器件所承受的关断电压仅为直流侧电压的一半，因此在同等条件下直流母线电压可以提高一倍，故它比两电平更适合于高压、大功率应用场合。本实验以三电平中点箝位PWM整流器[2]为研究对象。 展开更多

关键词 PWM整流器 三电平整流器 三电平中点箝位PWM整流器

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三电平中性点钳位整流器模型预测电流控制算法 被引量：1

9

作者 许珈宁 吴智轩 +1 位作者 田军凯 王兴电 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期29-36,共8页

将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下... 将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下三电平中性点钳位整流器的预测模型,结合电压空间矢量等效变换的原理,求出三电平中性点钳位整流器的参考输出电压矢量,判断其所在扇区,从而选择该扇区最优电压矢量所对应的开关状态直接作用于整流器。同时,针对该算法在实际应用中容易产生计算时间延迟现象,引入拉格朗日外推法,得到具有延时补偿的控制策略。最后,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 三电平中性点钳位整流器 模型预测电流控制 目标函数 电压空间矢量

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三电平整流器的延时补偿模型预测控制

10

作者 田宇 陈经国 《承德石油高等专科学校学报》 CAS 2022年第5期35-41,共7页

为提高海上石油开采装置光伏发电设备并网、海上直流输电的稳定性,解决三电平中性点钳位整流器模型预测控制方法在控制过程中存在大量计算、导致系统延时、应用严重受限等问题,采用三电平整流器,利用改进的模型预测控制策略,即针对延时... 为提高海上石油开采装置光伏发电设备并网、海上直流输电的稳定性,解决三电平中性点钳位整流器模型预测控制方法在控制过程中存在大量计算、导致系统延时、应用严重受限等问题,采用三电平整流器,利用改进的模型预测控制策略,即针对延时采用重复控制技术对给定电流指令值做出预测。在Matlab/Simulink上,对控制算法进行对比分析,仿真结果显示:该算法能够准提高预测精度以及和采样信号进行同步,在一定程度上解决了过去传统方法中存在的延时问题,验证了所提补偿方法的正确性。 展开更多

关键词 模型预测控制 三电平中性点钳位整流器 延时补偿 重复控制

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适用于直驱风力发电系统的三电平两桥臂PWM整流器控制策略 被引量：6

11

作者 尹忠刚 钟彦儒 刘静 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期169-174,共6页

系统分析了新型三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出了基于空间电压矢量的恒频控制策略,并将其应用于直驱风力发电系统整流变换中。该三电平PWM整流器不仅减少了一个桥臂,成... 系统分析了新型三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出了基于空间电压矢量的恒频控制策略,并将其应用于直驱风力发电系统整流变换中。该三电平PWM整流器不仅减少了一个桥臂,成本较低,而且控制简单。仿真结果表明,该整流器可以有效抑制注入电网的谐波,减小交流侧的电流波形畸变,实现单位功率因数控制以及能量的双向流动,适用于直驱风力发电系统。 展开更多

关键词 三电平 中性点箝位 脉宽调制整流器 直驱风力发电系统 空间电压矢量

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