三电平

摘要： 针对共交直流母线的三电平逆变器直接并联系统的零序环流问题,建立了零序环流的等效模型,根据零序环流产生机理与特性进行了分类,并给出相应的抑制措施。针对零序环流的低频分量,提出了基于一阶全通滤波器的比例复数积分(Proportional Complex Integral,PCI)控制器对零序电压分量调节的方法,并根据控制系统稳定性要求对控制器参数进行了设计。最后,利用仿真与实验平台验证了文中所提控制方法对零序环流抑制的有效性。

摘要： 准确控制各IGBT导通状态是大功率三电平逆变器应用的关键技术。克服传统两电平控制器脉冲输出接口数量少的固有缺点,形成同时控制至少12个IGBT的方案。利用有限的脉冲输出接口对交流三相三电平SVPWM基本空间电压矢量进行二进制编码。基于FPGA的解码装置完成对众多IGBT的控制。为验证该方案的可行性,构建了基于Simulink的三电平逆变器脉冲接口扩展的仿真模型。仿真结果显示,该控制策略可将传统两电平控制器快速应用于三电平逆变器系统中。

摘要： 三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注。基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围宽和原边通态损耗低等优点。但目前ZVZCS三电平直流变换器仍存在原边电流复位困难和整流二极管电压应力高等问题,限制了该类变换器在大功率场合的应用。提出一种新型ZVZCS飞跨电容型不对称PWM半桥三电平DC-DC变换器,采用电压可变电流复位电路,在保证主开关器件宽负载范围实现软开关的同时不增加副边整流二极管的电压应力,且复位电路中的MOSETs全负载范围ZVS(zero-voltage switching)关断和ZCS(zero-current switching)开通。此外,该电路在飞跨电容两端串联一个双向开关,防止原边电流复位后反向,该双向开关在全负载范围可实现ZVS关断和ZCS开通,因此增加的损耗可以忽略。讨论了电路的结构、工作原理和特性,设计了一台6.5 kW实验样机验证其工作原理。

摘要： 基于T型三电平逆变拓扑,对大功率高频辅助电源箱的电气结构设计提出了合理的均流低感方案,并对该系统进行了并联风道的热设计和结构强度仿真,最后加工样机进行各项电气性能、温升和冲击振动试验。结果表明,功率模块散热器基板温升、磁性器件温升的仿真与试验温度误差在10%以内,并顺利通过冲击振动试验,验证了数值模拟的准确性和可行性。上述分析为大功率高频辅助电源箱的产品化应用提供了重要保证。

摘要： 提出一种具有高增益低电压应力的双输入DC-DC变换器,该变换器由2个上下对称的耦合电感Boost变换器组成。具有单输入和双输入2个模式,在单输入状态下只有一个开关管工作;在双输入状态下有2个开关管工作。新型变换器可以通过改变耦合电感的匝比来提升变换器电压增益;输出端采用三电平结构使变换器开关管和二极管电压应力减小。分析了变换器在单输入和双输入模式下的工作模态;给出了变换器主要工作波形;推导了变换器电压增益,开关管和二极管电压应力,分析了漏感对变换器电压增益的影响。通过实验验证了理论分析的正确性。

摘要： 为提高有源电力滤波器APF(active power filter)系统运行可靠性,针对三相三电平并联型APF功率开关管发生的开路故障,提出基于线电压误差标准化的故障诊断方法。该方法根据APF系统在正常状态和故障状态下输出线电压存在误差,通过分析误差与当前系统控制状态信号、输出电流之间的逻辑关系进行故障诊断与定位。为了简化算法,对线电压误差相对于直流侧进行标准化处理;设定阈值与诊断变量进行比较,消除测量误差;同时采用时间标准提高故障诊断的可靠性。该方法可以实现故障诊断与定位同时完成,且所用时间限定在采样周期量级,具有很好的快速性和可靠性,同时适用于系统的动态响应过程。仿真结果分析验证了该方法的有效性。

摘要： 为降低传统三电平供电的永磁同步电机模型预测控制系统的开关频率,提出一种计及开关频率分区优化的PMSM三电平模型预测控制方法。首先,将空间电压矢量平面划分为12个扇区,并且根据上一时刻电压矢量所在位置,选择相邻扇区的电压矢量作为备选矢量。其次,加入对开关状态切换的限制,每个开关周期仅允许一相开关状态发生连续性跳变,减少备选矢量数量的同时能够有效降低开关频率。进一步,利用具有相同空间位置但对中点电位影响相反的正负冗余小矢量来平衡中点电位。最后,通过仿真和实验,验证该控制策略的有效性。

摘要： 在传统三电平SVPWM空间矢量图的基础上,弃用6个大矢量,利用剩余3个零矢量、12个小矢量和6个中矢量将矢量空间重新划分成18个有效区域,矢量和分区减少,安排开关序列,提出无需大矢量三电平SVPWM调制方法。进一步应用到直接转矩控制系统中,经仿真分析,结果验证了所提方法的有效性和可行性。

摘要： 针对SVPWM(空间矢量脉宽调制)技术难以应用到多电平MMC(模块化多电平换流器)控制领域的难题,提出了一种适用于任意电平MMC的SVPWM方法。该方法将MMC等效看作N个二极管钳位型三电平换流器的串联,并基于自动控制等效变换原理和载波移相技术,利用单个三电平SVPWM生成模块实现了任意电平MMC的SVPWM。最后,在仿真软件中构建了基于MMC拓扑结构的五电平SVG(静止无功发生器)模型,仿真结果表明该方法简单通用,可以实现任意电平MMC的SVPWM。

摘要： 文章介绍了李阳煤业副立井提升机全数字三电平变频控制技术及应用情况,采用二极管箝位式背靠背双三电平技术对副立井提升机大功率双绕组同步电机进行变频控制,变频控制技术先进、运行稳定可靠、节能效果明显。

摘要： 通过对大功率集成门极换向晶闸管(IGCT)开关特性的研究，设计出合理的基于IGCT的大功率三电平中点钳位变流器结构，能保证IGCT在高压大电流情况下工作在安全范围之内。研制出7500 kV·A基于IGCT大功率三电平变流器，其控制系统采用基于VME总线的多CPU系统。变流器系统的性能试验中，最大直流母线电压达到5000V，最大输出电流达到2500A，达到了7500 kV·A的设计要求。

摘要： 介绍三相三电平中点二极管箝位PWM整流器的电路拓扑和两种坐标下的数学模型。阐述了三电平整流器控制系统原理，三电平调制的载波层叠PWM法，介绍了基于VxWorks嵌入式系统下整流控制系统的软硬件设计，并最终实现VxWorks在三电平PWM整流器中应用。

摘要： 近年来，随着电力电子技术的发展，AC-AC变换技术的应用领域不断向高电压、大容量电能变换的方向拓展。在高压电能变换领域中，现有器件的电压等级往往不能满足装置的需要，而且高压器件的价格也比较昂贵。多电平技术是决这一问题的有效方法，且多电平采用较多的电平数去逼近所希望的波形，从而可减小滤波器的体积和重量、提高输出波质量。本文提出了一种新颖的三电平交-交变换器拓扑，无中间直流环节，使变换器拓扑结构简单，在不同电平模态转换采用非互补控制策略，增强了变换器工作的可靠性，此变换器具有带不同负载的能力。设计了一台原理样机，用实验波形，证明了分析的正确性。

摘要： 大功率IGCT 三电平NPC变流器的保护问题，是变流器设计中的重要方面。而IGCT三电平变流器桥臂直通故障的保护问题，一直是国际上的难题。本文在专业电力电子仿真软件PSIM中对几种桥臂直通故障保护策略的进行了仿真，分析研究了这几种方法的可行性。

摘要： 本文提出并深入研究了以全桥全波式三电平DC/DC变换器的电路拓扑为基础的交-交三电平AC/AC变换器。该类变换器电路结构由依次连接的输入高压交流电源、输入滤波器，多电平变换器、高频变压器、输出周波变换器、输出滤波器、以及输出交流负载构成，具有高频电气隔离，两级功率变换（LFAC/HFAC/LFAC），双向功率流，网侧电流波形正弦度高，负载适应能力强，适用于大功率变换场合的特点，能够将一种正弦交流电变换成另一种同频率的正弦交流电压。研究了该变换器的电压瞬时值反馈控制策略，使其输出不受负载的变化影响，外特性较硬。在理论分析的基础上,用pspice仿真软件验证了该变换器的可行性。

摘要： 本文在分析三电平PWM 整流器弃用中矢量的对称三区电压矢量调制策略的基础上，提出了基于逻辑法的DSP+CPLD结构的三电平脉冲发生方法，并给出逻辑法的实现思路。实验结果表明，该方法占用CPLD芯片逻辑单元少，实现简单；整流器驱动脉冲发生方法正确，工作稳定，功率因数高，中点电位平衡特性好。

摘要： 针对多电平逆变器需要比较复杂的矢量发生，该文对在三电平SVPWM 发生器中使用单片DSP的缺点进行了分析，研究了基于DSP-CPLD组合的三电平SVPWM发生器。该矢量发生器采用一种三电平参考电压分解的空间矢量简化算法，能够使计算得到简化。在此基础上，对基于DSP-CPLD的三电平矢量发生器进行了设计，能够节省DSP芯片资源，并能使三相PWM波实现同步输出。最后通过仿真和实验验证了这种三电平矢量发生器的可行性和简易性。

摘要： 本文数字型高频开关电源采用三电平DC/DC变换结构，给出了基于DSP、变参数积分分离PI控制的设计方法，介绍了此类型电源的系统结构、工作原理、控制策略，并利用EMTDC/PSCAD对其进行仿真研究。

摘要： 本文提出了一种新型的三电平直流变换器，采用器件直接串联的形式。通过两个隔直电容提供中间电平。每个开关上的电压应力为Vin/2。通过输出倍频的方式可以有效减小输出电感体积。本文搭建了一套实验装置验证电路的工作原理，经验证电路工作原理正确可以正常工作。

摘要： 大功率变频器的输入谐波对电网的影响以及输出谐波对电动机的影响成为了交流变频系统中突出的问题。本文对两种有代表性的高压变频器主电路拓扑结构的输出谐波进行了分析。通过一系列的仿真和计算，研究了变频器的谐波特性。

摘要： 公开了一种用于三电平整流器的开关分支以及三相三电平整流器，该开关分支包括：第一二极管和第一半导体开关，串联连接在正直流电压电极和NP之间；第二二极管和第二半导体开关，串联连接在负直流电压电极和NP之间；晶闸管和第三二极管，二者之间的连接点连接至开关分支的交流电压电极。第一二极管和第一半导体开关属于特定于第一开关分支的半导体模块；第二二极管和第二半导体开关属于特定于第二开关分支的半导体模块。开关分支还包括：a)控制装置，在整流器中间电路的充电期间响应于其电压和整流器的供电电压改变晶闸管的控制角；或b)充电装置，对整流器中间电路充电，以及控制装置，在整流器中间电路的充电期间将晶闸管控制为非导通状态。

摘要： 本发明公开了一种单相全桥三电平逆变器及一种三相三电平逆变器，该三相三电平逆变器包括：三相拓扑单元，其中的每一相拓扑单元为以下任意一个拓扑单元：第一拓扑单元，包括：四个开关器件，其中的第一开关器件、第二开关器件和第四开关器件串联连接在直流电源之间，第三开关器件的第二端连接所述直流电源的分压中点，第一端连接第一开关器件的第二端和第二开关器件的第一端；第二拓扑单元，包括：四个开关器件，其中的第一开关器件、第三开关器件和第四开关器件串联连接在直流电源之间，第二开关器件的第一端连接所述直流电源的分压中点，第二端连接第三开关器件的第二端和第四开关器件的第一端。利用本发明，可以减小损耗，提高转换效率。

摘要： 本发明涉及一种三态三电平PFC电路，包括：电感、复合三态开关、第一电容和第二电容，所述电感连接在交流电源第一端与复合三态开关第一端之间，复合三态开关第二端连接在第一电容的第一端，复合三态开关第三端连接在第二电容第二端，复合三态开关第四端接地，第一电容的第一端、第一电容的第二端和第二电容的第二端输出三电平电压。本发明还相应提供了一种多态三电平PFC电路。本发明提供的PFC电路与普通的不带三态开关或多态开关的电路相比，如果保持开关频率和无源器件上的纹波大小不变电感和电容的尺寸可以显著减小，同时电路的功率因数提高，总谐波含量降低；如果保持输入电流纹波频率和大小不变则可以降低开关频率，显著提高电路的效率。

摘要： 一种能够抑制电压尖峰的单相三电平逆变器及三相三电平逆变器，该单相三电平逆变器包括单相三电平逆变电路、第一电阻单元、第二电阻单元、第一电容单元、第二电容单元、第一开关管单元和第二开关管单元，第一电阻单元的一端连接至逆变电路的正直流母线，另一端和第一电容单元的一端、第一开关管单元的第一端相连；第一电容单元的另一端连接至两个直流母线电容间的连接点；第一开关管单元的第二端连接至逆变电路的桥臂中点；第二电阻单元的一端连接至逆变电路的负直流母线，另一端和第二电容单元的一端、第二开关管单元的第二端相连；第二电容单元的另一端连接至两个直流母线电容间的连接点；第二开关管单元的第一端连接至逆变电路的桥臂中点。

摘要： 本发明公开了一种单相全桥三电平逆变器及一种三相三电平逆变器，该三相三电平逆变器包括：三相拓扑单元，其中的每一相拓扑单元为以下任意一个拓扑单元：第一拓扑单元，包括：四个开关器件，其中的第一开关器件、第二开关器件和第四开关器件串联连接在直流电源之间，第三开关器件的第二端连接所述直流电源的分压中点，第一端连接第一开关器件的第二端和第二开关器件的第一端；第二拓扑单元，包括：四个开关器件，其中的第一开关器件、第三开关器件和第四开关器件串联连接在直流电源之间，第二开关器件的第一端连接所述直流电源的分压中点，第二端连接第三开关器件的第二端和第四开关器件的第一端。利用本发明，可以减小损耗，提高转换效率。

摘要： 本发明公开了一种用于三电平整流器的开关分支以及三相三电平整流器，所述用于三电平整流器的开关分支包括：第一二极管D1和第一半导体开关S1，串联连接在正直流电压电极Udc+和中性直流电压电极NP之间；第二二极管D2和第二半导体开关S2，串联连接在负直流电压电极Udc-和中性直流电压电极NP之间；以及晶闸管T和第三二极管D3，以如下方式串联连接在第一二极管和第一半导体开关之间的连接点与第二二极管和第二半导体开关之间的连接点之间：晶闸管T和第三二极管D3之间的连接点连接至开关分支的交流电压电极AC。

摘要： 本实用新型提供一种NPC‑I三电平变流器的优化电路及三相NPC‑I型三电平变流器，涉及功率器件技术领域。本实用新型的NPC‑I三电平变流器的优化电路的主拓扑半导体选用同样的功率开关管模块进行模块化设计，减少BOM种类，方便电路结构布局。同时，本实用新型中，各个模块放置非常紧凑，第一连接线，第二连接线的距离短，P模块和N模块的正负之间如果需要加吸收电容也非常好放置，该布局设计可以减小散热器面积，减小成本，减小电流回路大小，减小回路电感，降低半导体关断尖峰电压，更进一步减小尖峰电压吸收电容的规格。

摘要： 本实用新型提供一种NPC_I三电平变流器的模块化电路及及三相NPC‑I型三电平变流器，涉及功率器件技术领域。本实用新型的NPC_I三电平变流器的模块化电路的主拓扑半导体选用同样的功率开关管模块进行模块化设计，减少BOM种类，方便电路结构布局。同时，本实用新型中，各个模块放置非常紧凑，以减小散热器面积，减小成本，减小电流回路大小，减小回路电感，降低半导体关断尖峰电压，更进一步减小尖峰电压吸收电容的规格。

摘要： 本实用新型涉及一种三电平电路结构、三相三电平电路和电路板，包括，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管依次串联，在第二开关管和第三开关管之间弯折，形成U形结构；第一二极管、第二二极管位于U形结构内部；U形结构的第一开关管的一端形成正电压输入端；U形结构的第四开关管的一端形成负电压输入端；U形结构的开口中心处形成有中性点；U形结构的弯折部分形成输出端；第一电容连接在正电压输入端和中性点之间；第二电容连接在负电压输出端和中性点之间，本实用新型输入输出端分离设置，易于辨识；滤波电容引脚短，高频谐波吸收效果好；各元器件紧凑，接线简单、维护方便。

摘要： 一种三电平转换器的开关支路和三相三电平转换器。所述三电平转换器的开关支路包括：在正直流电压电极(Udc+)和交流电压电极(AC)之间串联连接的第一二极管(D1)和第二二极管(D2)；在负直流电压电极(Udc-)和交流电压电极(AC)之间串联连接的第三二极管(D3)和第四二极管(D4)；第一半导体开关(S1)，连接在中性直流电压电极(NP)与第一和第二二极管之间的连接点之间；以及第二半导体开关(S2)，连接在中性直流电压电极(NP)与第三和第四二极管之间的连接点之间，第一二极管(D1)和第一半导体开关(S1)位于第一开关支路特有的半导体模块(10)中，且第四二极管(D4)和第二半导体开关(S2)位于第二开关支路特有的半导体模块(20)中。