中点电位

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： 三相三电平Vienna整流器由于具有功率密度高、开关电压应力小、网侧电流谐波小等优势,在数据中心供电系统等交直流混合供电电源中获得广泛应用。然而三相Vienna整流器并网电流性能对于控制器参数取值依赖性强,不合理的取值往往导致网侧电流畸变且系统抗干扰性差。为有效改善并网电流动静态性能,提出一种新型的基于双闭环滑模变结构的载波SVM控制策略,进一步采用了一种改进型幂次趋近律并给出了中点电位直流波动抑制策略。为验证所提滑模控制SMC(sliding mode control)方案的正确性,构建了完整的仿真与实验测试模型,给出了详细的理论分析与设计方案,仿真与实验结果表明所提控制策略可有效改善并网网侧电流动静态性能,同时保证了直流侧中点电位均衡。

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： 针对传统二极管钳位三电平整流器存在桥臂内侧开关关断过电压及直流侧中点电位偏移的问题,对一种新型高压、大功率双钳位三电平整流器进行了研究。分析了其工作原理及双钳位工作机制,推导出其在旋转坐标系下的数学模型,根据电流路径不能突变的特点,提出了能够同时满足直流侧电容及钳位电容电压平衡的“双平衡”调制方法。并通过MATLAB仿真和基于DSP+FPGA控制器样机的实验验证,结果均证实了“双平衡”调制方法的正确性及新型拓扑结构的可推广性。

摘要： 应用于二极管箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器的空间矢量脉宽调制(space Vector pulse width modulation,SVPWM)方法,由于零矢量参与调制或滚动优化,无法有效降低共模电压(commonmode voltage,CMV),且运算时间长。针对上述问题,提出一种综合考虑中点电位、开关频率和共模电压的模型预测控制算法。首先,建立NPC三电平逆变器的负载电流、中点电位离散化数学预测模型。然后,构建中点电位、开关频率、CMV的多约束目标函数,滚动筛选最优矢量作用NPC三电平逆变器,降低共模电压且减少运行时间。最后,在MATLAB/SIMULINK平台搭建仿真模型,并对算法的运行性能进行验证。

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： 针对三电平逆变器驱动的永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制(MPTC)价值函数中存在的权重系数整定困难问题,本文提出一种基于精细矢量分区的预测磁链控制(MPFC)方法。首先利用PMSM的数学方程建立电机转矩与定子磁链之间的数学模型,将MPTC中对电机转矩以及定子磁链的控制转换成单一的定子磁链矢量控制,省去了传统MPTC中繁琐的权数调定过程。并提出了中点电位控制策略,利用冗余小矢量的特性对中点电位进行平衡。然后,提出了一种精细矢量分区策略,有效减少备选矢量的数量,减少系统的计算负担。最后通过仿真将MPFC与传统MPTC进行对比,结果表明提出的精细矢量分区MPFC有效降低了系统计算量,并具有原理简单动稳态控制性能更好的优点,验证了该控制策略的可行性。

摘要： 中点电位平衡是三电平中点钳位型(NPC)变流器研究的热点问题.针对效率优化调制策略在实际应用时受非调制因素影响导致中点电位偏移的问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的三电平NPC变流器中点电位控制策略,通过预测两拍中点电位在效率优化策略中选择一组合适调制波,对其中点电位进行闭环控制,达到更好控制中点电位平衡的目的.通过仿真与实验验证,所提出的中点电位控制策略在保证系统效率与输出总谐波畸变率(THD)满足要求的情况下,能够实际解决由非调制因素引起的中点电位偏移的问题.

摘要： 以Vienna整流器为研究对象,针对传统有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)系统中存在的稳态功率脉动较大的问题,提出一种基于占空比控制的模型预测控制(duty-cycle-control-based model predictive control,DC-MPC)策略.首先,根据功率误差最小化原则构建价值函数,通过在线评估备选矢量对价值函数的影响选择最优矢量.然后,将控制周期划分为两个区间,引入第二矢量来提高系统的稳态性能,减小功率脉动.此外,利用冗余开关状态解决了Vienna整流器中点电位波动问题.与传统模型预测控制相比,消除了权重系数整定过程,控制结构更为简单.最后,通过Vienna整流模型的仿真分析与实验测试验证所提策略的有效性.

摘要： 为了平衡中点箝位型(NPC)三电平逆变器的直流侧中点电位,虚拟空间矢量调制(VSVPWM)方法得到了广泛的应用.但在高调制比下,现有优化VSVPWM方法对中点电位控制效果不佳且设计复杂.针对上述问题基于重新构建虚拟矢量提出了改进VSVPWM方法.所提方法不仅实现了高调制比下的中点电位精确控制,还实现了每个大扇区内的矢量序列统一.通过仿真实验,对所提调制方法与现有优化方法进行比较.此外,将重构的虚拟矢量推广至使用传统矢量区域划分的五分区VSVPWM方法.理论分析和仿真结果均验证了所提方法的有效性和优越性.

摘要： 本文首先介绍了三电平NPC逆变器的载波脉宽调制CBPWM、空间矢量SVPWM、SLPWM三种典型的调制策略.当中点电位偏移时,提出了一种ASPDPWM策略,可以在中点电位偏移时输出正确的PWM序列,有效的抑制逆变器输出的低频谐波含量.分析了基于载波移位PWM(PDPWM)策略的中点电位平衡方法.提出了一种SLMPWM和带中点电位平衡的CBPWM的混合调制策略,实现既能减小开关损耗,又能平衡中点电位.在实验室搭建了NPC三电平逆变器实验平台,验证了混合调制策略的有效性.

摘要： 目前为止学者们提出了多种抑制NPC三电平逆变器中点电位波动和偏移的方法,但对中点电位波动的机理和实际波动的波形研究较少,而且没有在数学上给出较为简洁实用的推导和分析.本文基于空间矢量调制,结合矢量作用时间和中点电流建立了一种较为简洁的中点电位波动量模型,从数学层面上揭示了中点电位波动的根本原因和规律,从理论上推导出了中点电位波动的波形.最后在Matlab仿真平台上以及实验平台上验证了理论的正确性.

摘要： 基于二极管箝位三电平PWM整流器,本文对传统的单变比例因子控制算法进行了改进,提出双变比例因子控制算法.该控制算法借助于三相网侧电流的检测,结合直流侧上下电容电压之差,通过调节双变比例因子从而调节冗余电压小矢量的作用时间,实现对中点电位的平衡控制.算法控制简单,对变流器能量双向流动时直流侧中点电位不平衡也具有较好的动态抑制效果.仿真验证了该控制算法的有效性.

摘要： 本文以三相四桥臂逆变器拓扑结构为基础,介绍了基于电压空间矢量脉宽调制$VMPW的基本控制策略,分析了中点电位不平衡的原因及其造成的影响,并提出了实现逆交器三电平输出的中点电位平衡控制策略,最后通过Matlab／Simulink仿真验证了控制算法的有效性和正确性。

摘要： 针对VIENNA整流器中点电位三次基频波动问题,分析了中点波动形式、并结合中点电流数学模型指出了中点波动根本原因,提出了一种结合动态调节因子与电容偏差调节的混合抑制方法,通过查找6扇区下偏差调节量和动态调节因子表达式表,实现中点电位波动的自动抑制,进一步修正后的混合抑制法还可有效抑制电容参数和负载不对称导致的中点大幅度波动,实验结果验证了策略的可行性和有效性.

摘要： 三电平中点箝位变流器在高压大功率应用中存在开关频率低和中点电压波动的问题,较大的输出电压谐波增加了变流器的输出噪声.本文在分析三电平ANPC变流器中点电压不平衡产生的本质原因的基础上，提出了一种全范围工作区间中点电压平衡的控制策略，与NPC变流器相比，此方法能够平衡器件损耗分布，有效提高变流器输出容量，提高输出波形质量，减小变流器谐波噪声，在高压大功率变频领域具有广泛的应用价值。

摘要： 三相三电平PWM整流电源以输出直流电压稳定、功率大、耐压高、交流侧电流波形正弦度好和功率因数高等特点,在中、高压交流调速、电力系统等领域应用越来越广泛。本文从拓扑结构、数学模型和控制方法入手介绍三相三电平整流电源的国际国内新技术,重点讨论三相二极管箝位三电平PWM整流电源的中点电位平衡策略。

摘要： 本文首先论述了三电平逆变器SVPWM的原理,利用最近三角形合成规则,推导了三角形定点矢量的作用时间.在此基础上,提出了一种通过判断中点电容电位而合理选择和分配小矢量的无电流传感器的中点电位控制方法,并作了具体阐述.理论分析和仿真结论证明了此方法的有效性.

摘要： 本文提出了一种新型的快速SVPWM算法,该算法不用进行矢量组合而直接得到PWM控制信号,而且非常便于中点电位的控制.这不仅可用于三电平,也可以推广到任意电平.仿真结果证明了其正确性.

摘要： 本文以二极管箝位式三电平有源电力滤波器为研究对象,首先,分析该装置的结构和工作原理,提出一种基于60°坐标系的电压矢量脉宽调制(SVPWM)的方式,简化传统SVPWM的运算过程;针对三电平拓扑结构的直流侧中点电位波动问题,提出一种基于平衡因子的控制方式调节中点电位平衡.其次,采用Matlab/Simulink软件搭建三电平有源电力滤波器系统的仿真模型.最后,搭建系统实验平台,对装置进行实验验证和结构优化.结果表明,该装置可以实现抑制谐波和平衡直流侧电容中点电位的功能,在理论和实践上验证该方案的正确性与可行性.

摘要： 一种基于60°坐标系的中点箝位三电平逆变器中点电位平衡控制方法，只需进行逻辑判断及简单计算，根据连接到中点的负载电流、直流侧电容电压不平衡方向以及流入中点电荷量，调节时间因子，进而调整矢量作用时间使电容中点电压向不平衡的反方向移动，简单便于工程应用，无需进行大量复杂的三角函数计算，克服了无法在任意调制比和功率因数情况下对对NPC三电平逆变器的中点电位进行控制，通过时间因子调节实现对中点电位的动态控制，可以消除算法误差累积造成的中点电位不平衡。本控制方法可以应用于基于NPC三电平逆变器拓扑的有源电力滤波器、新能源并网逆变器以及储能变流器等设备。

摘要： 本发明公开了一种中点钳位型三电平逆变器母线电容中点电位平衡方法，该方法针对中点钳位型三电平逆变器的母线电容中点电位在运行过程中存在波动的问题，根据需要抽取（注入）的中点电荷量和不同的电压矢量作用顺序能够抽取（注入）的中点电荷量之间的关系，通过合理配置电压矢量的作用顺序和作用时间，在不同功率因数下都最大程度地抑制母线电容中点电位的波动。本发明方法能够实现母线电容中点电位波动的抑制，从而减小母线电容容值与体积，减轻功率器件的电压应力，改善输出电压和电流的谐波状况，延长电容的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种基于中点电流的三电平NPC逆变器中点电位均衡控制方法。实时采样上下电容电压和中点电流，将上下电容电压作比较得电容电压差值，根据电容电压差值，中点电流极性和三相原始调制波极性求取均压调节量来对三相原始调制波vma、vmb、vmc进行调节，得到三相调制波vma′、vmb′、vmc′，将三相调制波分别与三角载波Cup和Cdown进行比较，输出PWM信号，以控制逆变器开关管的开关状态，从而实现对中点电位的调节。在本发明方法中，由于均压调节量的脉动频率大于载波频率，因此用该方法调节中点电位具有高频特性，能够在很短的时间内实现对NPC逆变器中点电位的调节，实时性好，控制精度高。

摘要： 一种基于60°坐标系的中点箝位三电平逆变器中点电位平衡控制方法，只需进行逻辑判断及简单计算，根据连接到中点的负载电流、直流侧电容电压不平衡方向以及流入中点电荷量，调节时间因子，进而调整矢量作用时间使电容中点电压向不平衡的反方向移动，简单便于工程应用，无需进行大量复杂的三角函数计算，克服了无法在任意调制比和功率因数情况下对对NPC三电平逆变器的中点电位进行控制，通过时间因子调节实现对中点电位的动态控制，可以消除算法误差累积造成的中点电位不平衡。本控制方法可以应用于基于NPC三电平逆变器拓扑的有源电力滤波器、新能源并网逆变器以及储能变流器等设备。

摘要： 本发明公开了一种中点钳位型三电平逆变器母线电容中点电位平衡方法，该方法针对中点钳位型三电平逆变器的母线电容中点电位在运行过程中存在波动的问题，根据需要抽取（注入）的中点电荷量和不同的电压矢量作用顺序能够抽取（注入）的中点电荷量之间的关系，通过合理配置电压矢量的作用顺序和作用时间，在不同功率因数下都最大程度地抑制母线电容中点电位的波动。本发明方法能够实现母线电容中点电位波动的抑制，从而减小母线电容容值与体积，减轻功率器件的电压应力，改善输出电压和电流的谐波状况，延长电容的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种基于中点电流的三电平NPC逆变器中点电位均衡控制方法。实时采样上下电容电压和中点电流，将上下电容电压作比较得电容电压差值，根据电容电压差值，中点电流极性和三相原始调制波极性求取均压调节量来对三相原始调制波vma、vmb、vmc进行调节，得到三相调制波vma′、vmb′、vmc′，将三相调制波分别与三角载波Cup和Cdown进行比较，输出PWM信号，以控制逆变器开关管的开关状态，从而实现对中点电位的调节。在本发明方法中，由于均压调节量的脉动频率大于载波频率，因此用该方法调节中点电位具有高频特性，能够在很短的时间内实现对NPC逆变器中点电位的调节，实时性好，控制精度高。

摘要： 本发明公开了一种NPC三电平DVR系统中点电位平衡控制方法，所述控制方法是通过对NPC三电平DVR系统不平衡工况下的直流不平衡中点电位平衡补偿量的计算及限幅范围的计算，使三相三线制上下母线电容的平均电压值相等以消除中点电位的低频波动，实现NPC三电平DVR系统中点电位的平衡控制。该方法通过加入补偿量并对其进行限幅，可以使三相三线制上下母线电容的平均电压值快速相等，解决了三相三线NPC三电平DVR系统不平衡工况下的直流平衡问题。

摘要： 本发明涉及一种三电平逆变器中点电位平衡的无源滑模控制方法，结合数学模型并根据不同的控制目标得到不同的参考电流idqref，将得到的参考电流idqref输入无源滑模控制器中，无源滑模控制器输出参考电压信号输入进PWM调制中，同时根据不平衡电网电压下的零序电压表格计算出零序电压从而一并投入至PWM调制中进行调制，经驱动电路后控制并网三电平逆变器开关管的导通与关断。解决了三相电流不对称、有功功率二次脉动和无功功率二次脉动的问题。基于零序电压注入的中性点电位控制，解决了不平衡电网中中性点电位不平衡的问题，分析了非理想电网电压条件下3L‑NPC逆变器的内部特性，根据数学模型和控制目标，建立了无源滑模控制策略，提高了系统的快速性和稳定性。

摘要： 本发明公开了一种维也纳整流器中点电位低频振荡抑制调制方法，首先，基于双载波实现的等效空间矢量调制，提出一种新型的简化算法得到各基本矢量的作用时间；然后，通过在双载波调制的零序分量中加入中点电位平衡补偿因子，在调节正负冗余小矢量作用时间实现中点电位平衡的基础上，考察中矢量以及非冗余小矢量，分析其对中点电位的影响，优化中点电位平衡补偿因子，抑制中矢量以及非冗余小矢量引起的中点电位低频振荡。本发明为Vienna整流器提供了一种中点电位低频振荡抑制调制方法，有效解决了中点电位低频振荡问题，提高了系统稳定性。

摘要： 本发明公开了一种调节T型三电平逆变器中共模电压的中点电位控制方法，包括以下步骤：S1、定义避免正矢量参与的虚拟基本矢量；S2、根据虚拟基本矢量，采用空间矢量脉宽调制方法，并根据时间修正因子调整虚拟基本矢量的作用时间，对T型三电平逆变器中共模电压的中点电位进行平衡控制；本发明采用空间矢量脉宽调制方法，并根据时间修正因子调整虚拟基本矢量的作用时间，实现中点电位的控制。从而实现了根据修正因子对中点电位和共模电压的协同抑制。