三电平变换器

摘要： 直流侧中点电压不平衡是三电平变换器中的常见问题之一,中点电压不平衡将导致直流侧两个串联均压电容和桥臂功率开关的电压应力不均衡,甚至会造成二者过压损坏;同时也会使得交流电流中谐波成分增加、总谐波畸变率增大.传统中点电压平衡控制方法的控制策略复杂,动态响应速度慢,影响了三电平变换器在对直流侧中点电压平衡度要求高的场合的应用,本文以三相VIENNA电路为例,对该问题展开研究,通过分析VIENNA电路中小矢量对中点电压波动的作用与影响,提出了一种基于动态调整小矢量选择方式的控制策略.通过判断中点电压的波动情况动态选择不同的小矢量对电路进行作用,完成对中点电压的实时调整和控制.最后,利用仿真和硬件平台,把所提出的方法与传统的零序电压注入法做了比较分析和验证,验证了该方法的可行性和具有的优势.

摘要： 当应用特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)于中点钳位型(NPC)三电平变换器以降低开关频率时,将引起更为严重的中点电位(NPP)波动,因为SHEPWM无中点电位控制自由度。对此,提出了一种基于3次和9次谐波优化的新型电流谐波最优PWM策略,以抑制NPP低频脉动。传统SHEPWM通过谐波优化目标离线计算开关角来提高谐波性能,由于很难在线求解开关角,故中点电位实时控制效果不佳。而新方案中通过分析3次和9次谐波与NPP波动之间的数学关系,得到了最优谐波表达式,从而直接应用即可实现最小NPP低频脉动,而无需在线更改开关角。在NPC三电平变换器样机上开展了实验测试,实验结果验证了新型PWM策略的有效性。

摘要： 针对传统Vienna型整流器无法实现逆变工作的缺点,提出一种新型拓扑结构的三电平变换器,该变换器可工作于双向变换状态。为了降低新型拓扑三电平变换器的功率损耗,采用断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)策略中综合性能较优的共模电压最小DPWM策略(discontinuous pulse width modulation scheme A,DPWMA)进行调制。在此基础上,根据新型拓扑在DPWMA策略下功率器件的开关规律,建立了其在并网逆变器工况下的功率损耗计算模型。仿真和实验结果验证了新型拓扑和损耗模型的正确性,以及采用DPWMA在减少开关器件功率损耗方面的有效性。

摘要： 虚拟空间矢量调制(VSVPWM)在三电平变换器中点电位平衡控制方面性能优异,可在全工况内实现中点电位平衡.传统的虚拟矢量调制算法中仍采用查表法,占用大量的计算资源.为简化VSVPWM算法,此处基于虚拟空间矢量的空间对称性提出在旋转60°坐标系下的扇区划分和基本矢量作用时间计算.实验结果表明了简化VSVPWM算法的有效性和正确性.

摘要： 为了解决应用于我国深潜救生艇电力系统中的DC-DC变换器存在的电压增益低、主要器件电压和电流应力高等问题,首先在分析开关电感Boost变换器、耦合电感Boost变换器以及耦合电感三电平Boost变换器各自优缺点的基础上,提出了一种基于双耦合电感的新型高增益三电平变换器;然后,分析了该变换器的衍生过程以及具体的工作机理,推导了电压增益公式,分别计算了主要器件的电压、电流应力;最后,通过仿真以及所搭建的200 W样机进行了实验。结果表明:该变换器具有升压增益高、器件电压和电流应力低,以及电压等级低等优点;理论分析与仿真和实验结果一致,验证了理论分析的正确性以及所提出变换器的有效性和实用性。

摘要： 电励磁同步电动机矢量控制技术是近几年研究的热点,而磁链观测模型是矢量控制技术的重要环节,合理配置磁链观测模型的系数是准确观测同步电机气隙磁链信息的关键.对于电流模型对电机参数敏感、电压模型存在积分初值偏差的问题,提出一种基于混合气隙磁链观测模型的三电平矢量控制方法.该方法不仅使系统能够在低速段使用开环电流模型,而且在中高速段使用自适应电压模型,同时还实现了两个模型之间的平滑过渡.这使得该方法能够在整个速度范围内精确观测出气隙磁链.四段速度曲线使同步机的整个行程更加平稳.利用MAT-LAB软件及实验平台对该控制策略进行了仿真和相关实验研究,结果验证了所采用控制方法的有效性.

摘要： 由于自然因素的不稳定性,导致新能源发电的输出电压多半在很宽的范围内变化,给其应用设备带来很大不便,因此设计一款适应宽输入变化的变换器则显得尤为需要。本文以交错并联的双管正激电路为基础,通过在其变压器二次侧增加开关管,根据不同的输入电压控制开关管开通关断来调整变压器匝比,实现变匝比结构。针对不同的输入电压范围,实现了两电平与三电平工作的切换,简化了滤波电路,保证电压波形更为稳定。最后通过专业仿真软件进行可行性分析。

摘要： 针对分布式光伏发电接入中压直流配电网的应用场合,提出了一种基于双变压器的复合式谐振三电平变换器.新型变换器是在传统中性点钳位型三电平电路的基础上,通过添加一个辅助电路实现了基础三电平电路的固定占空比运行,变换器工作于电流断续模式.其中,基础三电平电路传输大部分功率,而辅助电路采用脉宽调制方式,可以实现基础三电平电路在全负载范围内的零电流开关,从而显著降低变换器的开关损耗.重点讨论了辅助变压器变比和谐振电容对开关管电流、谐振电压峰值、谐振电感值大小的影响,提出了相应的参数设计指导原则.最后,制作了一套300～1500 V/2 kW原理样机对所提变换器的性能进行了验证.

摘要： 三电平变换器目前大量应用在中压大容量调速系统中，为避免高次谐波对负载的影响，有些情况下要求为变换器设置输出滤波器。由于中压变换器容量较大，且开关频率较低，这就为滤波器设计带来一些新的问题。本文在理论分析的基础上，应用无功功率最小的方法设计了三电平变换器的输出LC滤波器，推导出了其参数设计公式，并通过仿真验证了该方法的正确性。

摘要： 中点电压波动是NPC型变换器存在的主要问题,目前存在许多种可以抑制NPC型变换器中点电压波动的控制方法。本文针对NPC型三电平变换器,对其中点电压波动进行了分类并分析了其产生原因。本文归纳总结了常见的NPC型三电平变换器中点电压控制算法,并对中点电压的软件控制算法进行了细致的分类与分析。在分析的基础上对中点电压波动软件控制算法进行了概括和总结。

摘要： 三电平变换器结构在中高压大功率领域很具应用前景.由于通态损耗是系统总损耗的一部分,因此对三电平变换器通态损耗的研究有益于进一步优化变换器的热设计.文章分析研究了电压源中点钳位式三电平变换器的通态损耗,并提供了分析多电平变换器通态损耗的思路.根据电流、电压关系确定器件导通规律,进而求出器件通态占空比,并在此基础上推导出用于分析计算的通态损耗表达式.由所推导的表达式对正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制下的三电平变换器通态损耗进行了分析比较,并得到一些有意义的结论.

摘要： 本文提出了一种新颖的零电压开关组合式直流三电平变换器,它实质上是由半桥三电平变换器和全桥变换器组合而成。该变换器所有开关管的电压应力均为输入电压的一半,特别适用于高压输入场合。该变换器可以在三电平和两电平两种模式下工作,输入整流二极管电压应力小,适合于宽输入电压范围场合。

摘要： 针对基本ZVS三电平变换器的缺点，本文提出了一种改进型倍流整流式零电压开关三电平变换器。该变换器在基本ZVS三电平变换器拓扑的变压器原边加入了辅助网络，利用辅助谐振网络实现滞后臂的零电压开关，副边采用倍流整流电路，使整流二极管自然换流，解决了变压器副边电压过冲和占空比丢失的问题。与基本ZVS三电平变换器相比，该变换器具有辅助网络简单、实现零电压范围宽、副边无电压过冲和占空比丢失以及控制方式灵活等优点。本文详细分析了变换器的工作原理，并通过一台24V/10A，80 kHz的实验样机进行了验证。

摘要： 为了研究三电平DC-DC变换器中的混沌现象,本文以ZVS三电平变换器为研究对象,建立了其精确时间离散模型,并基于此模型利用分岔图的方法进行了混沌分析,分析了变换器系统控制器的比例调节系数Kp与ZVS三电平变换器分岔稳定关系,精确地确定了使系统稳定工作的Kp的取值范围,及系统稳定随Kp变化的趋势,为三电平DC-DC变换器的实际设计提供了理论依据。

摘要： 本文提出了一种磁集成复合式全桥三电平LLC谐振变换器。该变换器结合了复合式全桥三电平变换器和LLC谐振变换器的优点：适合于在宽输入电压范围的应用场合如燃料电池。通过该集成方法，不仅可以减少磁件的数量和体积，而且可以减小变压器副边的漏感以确保副边整流管实现零点流开关。本文通过一个200－400V输入， 360V/4A输出的原理样机验证了磁集成变换器的工作原理，并给出实验结果。

摘要： 分析了三电平变换器中点电位不平衡的原因，详细地讨论了空间矢量控制方法中不同矢量对中点电位的影响;研究并提出无电流传感器的中点电位平衡滞环控制方法，这种方法不需要额外的硬件检测开销就可以实现电容的均压。最后在实验样机上进行实验，实验结果表明。三相三电平电压型PWM整流器实现了高功率因数，验证了该平衡控制方法的可行性和有效性。

摘要： 电力系统中存在大量的非线性负载,这些非线性负载引起的谐波电流,严重影响了系统的供电质量。并联型电力有源滤波器PAPF,能够有效补偿非线性负载的谐波电流。本文采用αβ0坐标系下三维滞环电流跟踪控制策略对三相三电平电压源变换器进行控制,可以明显减小跟踪误差,并且算法简单,保持了滞环电流跟踪控制快速性的优点。

摘要： 以BUCK三电平DC/DC变换器为例,设计了三电平DC/DC变换器的模糊控制器.三电平DC/DC变换器的控制由双闭环实现,外环是电压环,产生电感电流的给定值,采用模糊控制器与纯积分环节相结合；内环为电流环,采用PI调节器.最后通过仿真验证了算法的有效性。

摘要： 一种涉及带箝位二极管的零电压开关复合式全桥三电平直流变换器和全桥三电平直流变换器，由输入分压电容(1)、三电平桥臂(2)、两电平桥臂(3)、隔离变压器(4)、整流及滤波电路(5)，其特点是隔离变压器原边绕组与三电平逆变桥臂相连，谐振电感与两电平逆变桥臂相连。在隔离变压器(Tr)原边绕组与谐振电感(Lr)交点处引出两个箝位二极管构成箝位电路(6)，两个箝位二极管分别连于变换器直流输入的正母线与负母线。这两种直流变换器均适合应用于宽输入电压场合，输出整流波形中高频分量小，可以减小输出滤波电感，不仅实现了开关管的零电压开关，而且还可消除输出整流管的反向恢复引起的电压振荡，降低输出整流管的电压应力，并且消除了输出整流管因反向恢复引起的损耗。

摘要： 一种涉及带箝位二极管的零电压开关复合式全桥三电平直流变换器和全桥三电平直流变换器，由输入分压电容(1)、三电平桥臂(2)、两电平桥臂(3)、隔离变压器(4)、整流及滤波电路(5)，其特点是隔离变压器原边绕组与三电平逆变桥臂相连，谐振电感与两电平逆变桥臂相连。在隔离变压器(Tr)原边绕组与谐振电感(Lr)交点处引出两个箝位二极管构成箝位电路(6)，两个箝位二极管分别连于变换器直流输入的正母线与负母线。这两种直流变换器均适合应用于宽输入电压场合，输出整流波形中高频分量小，可以减小输出滤波电感，不仅实现了开关管的零电压开关，而且还可消除输出整流管的反向恢复引起的电压振荡，降低输出整流管的电压应力，并且消除了输出整流管因反向恢复引起的损耗。

摘要： 本申请涉及一种两电平型三相可升降压PFC整流变换器及其构成的三相整流变换器，它包括输入降压开关整流桥臂组、储能续流单元和升压开关单元；储能续流单元包括第一续流电感、第二续流电感和第七二极管；升压开关单元包括第七开关管、第八至第九二极管和第一滤波电容。本实用新型通过对降压开关整流桥臂组中的开关管施加“中”、“高”模式PWM驱动信号，实现降压型的PFC整流变换。在需要进行升压输出时，对降压开关整流桥组中的开关管施加常通和“中”模式PWM驱动信号，对第七开关管施加PWM驱动信号继续组合控制可实现升压，减少器件开通次数，降低开关损耗，适用于中小功率输出电压范围较宽，及需要高效率、高功率密度的场合。

摘要： 提供了一种三电平变换器和用于控制三电平变换器的方法，其中，所有开关支路当中的在其交流极(AC1，AC2，AC3)中具有最大正电压的开关支路的第三可控半导体开关(S31，S32，S33)、第四可控半导体开关(S41，S42，S43)和第五可控半导体开关(S51，S52，S53)被控制成在上述开关支路在其交流极中具有最大正电压时的整个时间段内不导通，而所有开关支路当中的在其交流极(AC1，AC2，AC3)中具有最负负电压的开关支路中的第一可控半导体开关(S11，S12，S13)、第二可控半导体开关(S21，S22，S23)和第六可控半导体开关(S61，S62，S63)被控制成在上述开关支路在其交流极中具有最负负电压时的整个时间段内不导通。

摘要： 本发明适用于电力电子领域，提供了一种三电平变换中点平衡控制方法、装置及三电平变换器，所述方法包括下述步骤：获取三电平变换的输出电流；检测三电平变换中点上的电压偏差；对所述电压偏差进行积分控制处理，生成控制量；根据所述输出电流和所述控制量对三电平载波调制信号进行微调，以控制三电平中点平衡。本发明实施例通过对检测到的三电平变换中点上电压偏差进行积分控制处理生成控制量，并根据该控制量直接对三电平载波调制信号进行微调，能够迅速抑制三电平变换中点的电压偏差，保持三电平变换中点平衡，从而保证了三电平拓扑电路的稳定性。该方法无论电压偏差大、小，均可以迅速有效地控制，并且方法简单，容易实现。

摘要： 本发明公开了一种ANPC型三电平变换器调制方法和ANPC型三电平变换器，该ANPC型三电平变换器包括控制器和主电路，其中主电路包括以ANPC拓扑连接的第一、第二、第三、第四、第五和第六开关管，控制器用于根据特定的调制方法向主电路输出调制信号，以控制各开关管开通或关断，采用此处的调制方法对变换器进行调制，可以令切换过程中出现的长换流回路的电流降低为总电流的一半，有效降低开关应力，降低寄生电感，避免开关管损坏，并可使得会发生长换流回路的开关管集中于第五开关管和第六开关管，从而减少会发生长换流回路的开关管数量和范围。

摘要： 本发明公开了一种ANPC型三电平变换器调制方法和ANPC型三电平变换器，该ANPC型三电平变换器包括控制器和主电路，其中主电路包括以ANPC拓扑连接的第一、第二、第三、第四、第五和第六开关管，控制器用于根据以下调制方法向主电路输出调制信号：在一个开关周期中，在变换器处于逆变模式且电平状态在负电平和零电平间彼此切换时，控制第六开关管先于第二开关管开通且后于第二开关管关断；在变换器处于整流模式且电平状态在正电平和零电平间彼此切换时，控制第五开关管先于第三开关管开通且后于第三开关管关断；采用该调制方法对变换器进行调制，可以令切换过程中出现的长换流回路的电流降低为总电流的一半，有效降低开关应力，降低寄生电感，避免开关管损坏。

摘要： 提供了一种三电平变换器和用于控制三电平变换器的方法，其中，所有开关支路当中的在其交流极(AC1，AC2，AC3)中具有最大正电压的开关支路的第三可控半导体开关(S31，S32，S33)、第四可控半导体开关(S41，S42，S43)和第五可控半导体开关(S51，S52，S53)被控制成在上述开关支路在其交流极中具有最大正电压时的整个时间段内不导通，而所有开关支路当中的在其交流极(AC1，AC2，AC3)中具有最负负电压的开关支路中的第一可控半导体开关(S11，S12，S13)、第二可控半导体开关(S21，S22，S23)和第六可控半导体开关(S61，S62，S63)被控制成在上述开关支路在其交流极中具有最负负电压时的整个时间段内不导通。

摘要： 本发明适用于电力电子领域，提供了一种三电平变换中点平衡控制方法、装置及三电平变换器，所述方法包括下述步骤：获取三电平变换的输出电流；检测三电平变换中点上的电压偏差；对所述电压偏差进行积分控制处理，生成控制量；根据所述输出电流和所述控制量对三电平载波调制信号进行微调，以控制三电平中点平衡。本发明实施例通过对检测到的三电平变换中点上电压偏差进行积分控制处理生成控制量，并根据该控制量直接对三电平载波调制信号进行微调，能够迅速抑制三电平变换中点的电压偏差，保持三电平变换中点平衡，从而保证了三电平拓扑电路的稳定性。该方法无论电压偏差大、小，均可以迅速有效地控制，并且方法简单，容易实现。

摘要： 本实用新型适用于电力电子领域，提供了一种三电平变换中点平衡控制装置及三电平变换器，所述装置与三电平变换单元连接，包括：电流获取单元，其输入端与三电平变换单元的电流输出端连接；中点电压检测单元，其输入端与三电平变换单元的中点检测端连接；积分控制单元，其输入端与中点电压检测单元的输出端连接；脉宽控制单元，其第一输入端与电流获取单元的输出端连接，其第二输入端与积分控制单元的输出端连接。本实用新型实施例通过对检测到的三电平变换中点上电压偏差进行积分控制处理生成控制量，并根据该控制量直接对三电平载波调制信号进行微调，能够迅速抑制三电平变换中点的大、小电压偏差，保证三电平拓扑电路的稳定性。