多电平逆变器

摘要： 高电压增益已成为多电平逆变器接入低压光伏系统的重要特性。文章提出一种9阶开关电容升压式多电平逆变器(9-Level Switched Capacitor-Boost Multi-levle Inverter, 9L-SC-BMLI)。9L-SC-BMLI拓扑仅用12个功率器件和1个开关电容单元,便可实现9种不同的阶梯电压,并具有两倍的电压增益,无需任何辅助电路,浮动电容的电压即可保持自平衡。此外,所提拓扑具有开关器件少、电压应力低、无需H桥即可实现输出电压的双极性等特点。文章采用同相层叠脉宽调制技术(Phasedisposition Pulse Width Modulation Technique,PDPWM)对9L-SC-BMLI进行调制,并且提供了详细的实验分析。最后,通过在不同实验环境下的仿真和实验结果,验证了9L-SC-BMLI拓扑的可行性和理论分析的正确性。

摘要： 针对粒子群算法(PSO)应用于多电平逆变器特定谐波消除脉冲宽度调制(SHEPWM)技术时容易陷入局部最优问题,引入模拟退火算法(SA)与PSO结合。利用SA的Metropolis准则对PSO解的迭代进行修正,在保证求解效率的基础上,有效提升了PSO的全局寻优能力。最后将模拟退火优化粒子群算法(SA-PSO)应用于级联H桥型七电平逆变器SHEPWM技术进行仿真,验证了求得的开关角度值正确有效,证明SA-PSO算法具备高效的全局寻优能力,可以实际应用于SHEPWM技术的开关角求解。

摘要： 针对多电平有源中点钳位逆变器中串联绝缘栅双极型晶体管(IGBT)存在的不均压问题,提出一种串联IGBT的均压方法。对于多电平有源中点钳位逆变器的每个桥臂,采用单输入、多输出的隔离电源生成钳位电压,跨接在串联工作的IGBT上;同时,在施加钳位电压的位置上添加钳位电容,用于钳位电压的保持,最终实现串联IGBT的动静态均压。由于逆变器换流回路不经过钳位电容,隔离电源只需很小功率即可维持钳位电容电压稳定。所提方法简单可靠、均压精度高且易于工程实现,一方面取消了传统的无源缓冲电路,减少额外损耗的同时降低了成本,另一方面无须引入复杂的主动闭环控制,避免了闭环控制的稳定性问题。最后,通过有源中点钳位五电平逆变器样机对所提均压方法进行了实验验证。

摘要： 针对传统非隔离型并网逆变器存在桥臂直通风险及接地共模漏电流的问题,提出一种新型高可靠性非隔离型并网逆变器拓扑及其控制方法,仅用6个开关即可实现五电平输出,同时具有高可靠性和漏电流抑制能力。首先,分析了该逆变器的拓扑结构特性及工作模态,在此基础上提出一维空间矢量调制,实现了系统六开关的协调控制,设计了电容电压平衡控制方案,建立了各工作模态高频等效模型并进行分析。最后,搭建了硬件实验平台,在数字化平台上对所提出的方案进行实验验证,实验结果验证了所提新型拓扑、控制方法及均压策略的可行性和有效性。

摘要： 基于开关电容的多电平逆变器具有电路拓扑简单和电容电压自动平衡等优点。然而,现有开关电容型多电平逆变器存在元器件数量较多和电压应力较大等缺点。针对这些问题,该文提出一种九电平逆变器,该电路通过较少的元器件数量和较低的元器件电压应力实现了4倍升压的九电平输出,具有较低的成本和较小的体积;结合最近电平逼近法和基频调制策略来产生开关控制信号,通过开关管的有序通断实现良好的交流电输出。对九电平逆变器的工作原理、调制策略和电路参数等方面进行详细分析,最后搭建一台样机进行实验,证明了所提出电路的有效性和可行性。

摘要： 该文提出一种新型飞跨电容型多电平逆变器,该逆变器由Zeta变换器进行演变推导而得,具有可升降压、电容可自均压、钳位器件少、拓扑延展性好等优点,克服了传统多电平逆变器在应用方面的局限性。该文首先介绍该逆变器的工作原理,并采用单极性载波相移调制策略,在不提高载波频率的基础上提高其等效开关频率,降低输出电压的总谐波畸变率。此外,对Zeta五电平逆变器的开关器件电压应力、电容自均压的实现、升降压能力和拓扑延展性能方面进行分析。所提逆变器采用PR调节器对其进行闭环控制,通过仿真对其可行性进行验证,且在理论分析和仿真证明的基础上,对Zeta五电平逆变器搭建一台实验样机,实验结果验证该理论分析及仿真结果的正确性,以及该逆变器具有良好的动静态性能。

摘要： 文章提出了一种基于单直流电源的新型九电平SC(Switched Capacitor)逆变器,其开关与电容布置巧妙,避免了外平衡电路的使用,并在负载处于高电感期间提供续流回路。通过与其他类似拓扑比较,证明了所提逆变器的优越性。此外,通过仿真与实验验证了各种动态测试情况下,所提逆变器的合理性和可行性。

摘要： 混合型多电平逆变器可以用较少的开关器件输出更多的电平,常被应用于中频逆变器领域,与传统逆变器相比,具有体积小、成本低和效率高等优点。一种新型的三相四桥臂混合式五电平逆变器拓扑及其abc坐标下的空间矢量脉宽调制(SVPWM)优化算法被提出,通过将直流端3个电容器的电压按1∶2∶1的比例调整,可实现输出线电压的9个电压等级,精简了电路结构,降低开关管应力。最后,所提结构和3D-SVPWM算法的仿真和实验结果验证了该方法的性能。

摘要： 传统的多电平逆变器存在电容电压不平衡、结构复杂以及升压因子低等问题。针对上述问题,这里提出了一种适用于低压场合的单相九电平升压逆变器。该逆变器利用开关电容储能,通过直流电源与开关电容的逻辑组合生成具有2倍升压增益的九电平输出。该逆变器不仅具有有源器件数量少、电容电压自平衡等优点,并且利用端侧半桥取代H桥完成逆变,有效降低了半导体元件的总电压应力。详细分析了电路组成、工作原理、调制策略及其参数计算。最后,通过实验对所提逆变器的性能进行评估,验证了逆变器的可行性和有效性。

摘要： 从模块化多电平逆变器的拓扑结构和工作原理入手,建立MMC的等效数学模型,介绍了载波移相正弦脉宽调制策略应用于MMC的实现方法,讨论了两种不同的电容电压控制策略,并在MATLAB/Simulink中对基于CPS-SPWM调制策略的MMC逆变系统进行建模仿真,对比分析了阻感负载下电压闭环均衡策略和电压排序均衡策略的控制效果,验证了CPS-SPWM调制策略应用于MMC的优点。

摘要： 针对目前轨道交通车辆使用的传统型三相两电平全桥式逆变器输出谐波含量较大的问题,本文在对SPWM调制技术进行数学分析的基础上,将载波相移(Carrier Phase Shift,CPS)的思想引入其中,提出了一种适用于中国轨道交通车辆的多电平逆变器结构设想,使得车辆逆变器输出电压中的谐波含量得以大幅降低.本文在Matlab/Simulink软件中搭建了三相五电平逆变器模型进行仿真验证,结果证明了该技术理论的正确性和可行性.

摘要： 常见的多电平逆变器拓扑结构中,级联型多电平逆变器具有突出的优势.本文首先介绍了单相H桥逆变器原理,级联H桥多电平逆变器结构,以及载波移相PWM调制方法.然后针对串联系统的拓扑结构和用于并网逆变器的LCL滤波器的特性,设计了相应的系统控制策略.最后,本文搭建了小规模实验平台对级联H桥多电平逆变器拓扑结构和控制策略进行了验证.实验结果验证了理论分析的正确性.

摘要： 文章以单相H桥结构的多电平逆变器为研究对象,介绍了其工作机理及调制策略,重点研究了多重移相串联H桥多电平逆变器的输出规律,随着H桥单元个数的增加,输出波形越来越接近正弦波,谐波含量也就越小:且应用MATLAB/SIMULINK进行了仿真验证,给出仿真波形.

摘要： 将基于虚拟磁链定向矢量控制策略的PWM整流器与级联H桥逆变器相结合,引入虚拟磁链的概念并用于输入电流定向控制,进而省去了交流电压传感器。所提出的四象限多电平逆变器简化结构具有显著降低传感器数量,抗干扰能力强,能量自由双向传递,输入、输出电流谐波含量较低,有效降低对电网的谐波污染等优点。仿真结果证明了该新型简化结构及其控制策略的正确性和有效性。

摘要： 60°坐标系空间矢量调制算法在求解电压矢量的开关状态时会出现多值情况,控制器将不知如何取舍,且难以实现开关频率优化.如果采用查询的方式又会加大算法设计者的工作量,还要占用大量的内存.针对这个问题,本文提出了相序交替归一化的方法.这种方法把参考电压相位平均分成6个区域,计算出在第1个区域内的逆变器的开关状态,然后通过交替相序的方法得到其它5个区域的开关状态.仿真结果表明这种方法不仅正确有效,而且在抑制负载电压谐波方面也具有显著作用.

摘要： 多电平逆变器适合大容量、高压的场合,得到了越来越多的应用.本文对三电平逆变器SVPWM调制手段进行了深入研究,同时对三电平逆变器中点电位平衡的问题也进行了探讨.由于中点电位的不平衡是钳位式三电平逆变器运行过程中比较严重的问题,对此本文分析了大、中、小矢量对中点电位的影响,找到哪些矢量能够影响中点电位的波动,并得出通过对成对小矢量的作用时间分配能够控制中点电位的结论.最后通过对系统的仿真,验证了算法的可靠性.

摘要： 链式多电平逆变器CMI是大功率中常用的电力电子装置。本文分析了其产生故障的原因，给出了CMI故障功率单元切除的正确操作步骤。通过仿真说明了直接切除故障功率单元可能带来的后果。在此基础上，提出了CMI故障无缝切除的概念和基本原则，并且进行了详细的理论分析。最后给出了实现CMI故障无缝切除控制的具体方法。仿真表明控制策略实现了本文所提出的故障无缝切除控制的目标。

摘要： 本文提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时电压环提出QPR(Quasi-proportional resonance,准比例谐振)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度;所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强了系统稳定性.

摘要： 本文提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时电压环提出QPR(Quasi-proportional resonance,准比例谐振)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度;所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强了系统稳定性.

摘要： 本文提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时电压环提出QPR(Quasi-proportional resonance,准比例谐振)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度;所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强了系统稳定性.

摘要： 本发明公开了一种基于倍压电路的七电平逆变器拓扑结构，其包括Boost升压主电路、全桥单相逆变主电路、辅助电路；所述Boost升压主电路包括电感L

摘要： 一种五电平逆变器拓扑电路及三相五电平逆变器拓扑电路，适于和两个串联连接的直流电源(C

摘要： 一种单相四电平逆变器拓扑电路(M)及三相四电平逆变器拓扑电路，该单相四电平逆变器拓扑电路(M)适于和两个串联连接的直流电源一起使用，使得第一电流电源(C

摘要： 本发明公开了一种三电平逆变器的保护装置及三电平逆变器，装置包括互锁单元、保护复位单元、正缓冲单元。互锁单元的开关互锁模块接收PWM驱动信号从而输出互锁驱动信号。互补逻辑模块对PWM驱动信号进行正误逻辑计算从而产生PWM互补状态信号。保护复位单元的报错信号模块接收PWM互补状态信号和采样触发信号，在二者其中之一出现报错状态时，报错信号模块输出的判定信号为报错状态，则报错处理模块封锁正缓冲单元。在针对I型与T型三电平光伏逆变器驱动互锁的设计中，本发明的装置及逆变器在PWM互补状态信号或采样触发信号出现报错状态时，能够避免功率器件因驱动信号的误发或者保护电路不及时进行保护而导致功率器件被损坏的事故。

摘要： 一种单相四电平逆变器拓扑电路(M)及三相四电平逆变器拓扑电路，该单相四电平逆变器拓扑电路(M)适于和两个串联连接的直流电源一起使用，使得第一电流电源(C

摘要： 一种五电平逆变器拓扑电路及三相五电平逆变器拓扑电路，适于和两个串联连接的直流电源(C

摘要： 本发明公开了一种基于倍压电路的七电平逆变器拓扑结构，其包括Boost升压主电路、全桥单相逆变主电路、辅助电路；所述Boost升压主电路包括电感L

摘要： 本发明涉及一种多电平逆变器以及一种用于通过多电平逆变器提供多电平输出电压的方法，其中，所述多电平逆变器包括至少一个级联H桥多电平模块，其中，每个H桥多电平模块包括并联连接的第一H桥多电平支路和第二H桥多电平支路，其中，第一和第二H桥多电平支路中的每个包括通过耦合电感器并联连接的第一逆变器支路和第二逆变器支路，所述第一和第二逆变器支路分别被耦合至所述耦合电感器的初级绕组和次级绕组，以提供具有多个电压电平的第一和第二输入电压，所述耦合电感器的初级绕组和次级绕组是串联耦合的，并且所述初级绕组和次级绕组的接头节点形成所述H桥多电平支路的输出端子，其中，所述第一输入电压相对于所述第二输入电压具有预定相移。所述多电平逆变器能够具有较低的输出电压变化，并且由此消除了由大的输出电压变化导致的问题。

摘要： 公开一种用于在多电平逆变器(1)的交变电流输出端(17、18、19)上发生瞬态电压变化的情况下进行电流限制的方法，该多电平逆变器包括具有第一直流电压输入端(3)、第二直流电压输入端(4)、中性端子(5)和电桥输出端(6、7、8)的电桥电路(2、31)以及具有具有连接在所述电桥输出端(6、7、8)和所述交变电流输出端(17、18、19)之间的扼流器(13、14、15)和连接在所述交变电流输出端(17、18、19)和所述中性端子(5)之间的电容器(25、26、27)的电网滤波器(16)。在所述方法中，取决于在电容器(25、26、27)上的电压(VC1_ac)地，在扼流器电流(IL1_ac)高于第一电流阈值(I_FRT_1)时中断常规运行模式，并且启动用于电流限制的措施。另外，公开了一种多电平逆变器(1)，其具有设置有用于实施这种方法的控制装置(29)。

摘要： 本申请提供了一种多电平逆变器、多电平逆变器的控制方法以及不间断电源，涉及电力电子技术领域。该多电平逆变器包括换流桥臂、逆变电路和控制器。逆变电路的正输入端口连接多电平逆变器的正输入端口，逆变电路的负输入端口连接多电平逆变器的负输入端口，逆变电路的输出端连接多电平逆变器的正输出端口。换流桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，桥臂中点连接多电平逆变器的负输出端口。控制器在逆变电路的正输出周期内控制上半桥臂断开，下半桥臂导通；在负输出周期内控制上半桥臂导通，下半桥臂断开。利用本方案可将逆变电路中使用的开关管的数量缩减一半，降低了多电平逆变器的成本。