载波移相

摘要： 随着中高压变频器在工业变频领域广泛应用,级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能。为此介绍一种每相由8个H桥变换单元级联的多电平变频器、相应的载波移相正弦波脉宽调制技术,以及基于电压型磁链观测器的无速度传感器矢量控制策略。通过实时数字仿真(RTDS)和变频器带异步电机拖动实验验证了该级联H桥多电平变频器采用所提出的控制策略具有良好的起动和变频性能,为中高压大功率传动领域提供了技术保障。

摘要： 以虚拟d-q电流解耦控制方法为基础,介绍了单牵引变流器内两重化四象限脉冲整流器控制方法、同一控制器中载波移相的实现方法、不同控制器之间多重化四象限脉冲整流器载波移相的实现方式、四象限脉冲整流器开关频率较低时(小于500 Hz)的调制补偿方法。在实际大功率变流器上验证了该控制方法。证明该方法可以实现网侧电流谐波低、网侧单位功率因数高及直流侧电压恒定的控制目标。

摘要： 针对子模块数较少的模块化多电平换流器(MMC)电容电压不均衡的问题,以中压配电网下的MMC电力电子变压器的输入级为研究对象,在基于载波移相的传统电容电压均衡控制策略的基础上提出了一种改进的均压控制策略——引入桥臂电容电压平均值前馈控制,使参考电压信号更接近桥臂电容电压的平均值。在MATLAB/SIMULINK平台上搭建了17电平模块化多电平整流器模型,进行了稳态和动态仿真实验。实验结果表明,与传统均压策略相比,所提出的策略有更好的均压效果,并且具有良好的稳定性。

摘要： 针对基于模块化多电平换流器的静止无功补偿器(MMC-STATCOM)所用子模块(submodule,SM)过多,导致系统复杂性上升等问题,文中提出一种双混合STATCOM,即在MMC-STATCOM基础上,用高耐压值GTO构成的H桥模块代替上桥臂,下桥臂采用半桥模块。首先对所提出的拓扑结构进行分析,并与其他方案的开关器件使用数量进行对比;然后提出针对该拓扑的载波移相、载波同相层叠两种调制方式,并考虑故障容错情况,形成两种三层电容电压均衡控制策略;最后在Simulink中搭建双混合STATCOM仿真模型对所提控制策略的有效性进行分析验证。结果表明:双混合STATCOM可明显降低开关器件使用数量;无故障时,两种控制策略下的双混合STATCOM均能稳定运行,保持良好的无功补偿能力;故障情况下,基于载波移相的控制策略具备更好的直流侧电容电压均衡能力。

摘要： 对于低压场合的模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)子模块电容均压以及环流抑制策略,已有研究大多过于冗杂。为此,针对低压场合的MMC,首先分析了子模块电容电压波动与环流机理,基于此对传统的MMC子模块电压均衡控制和平均控制形成的双环均压控制策略进行简化改进,形成单环子模块均压控制;设计了无需解耦的基于准比例谐振控制器的环流简化控制。由于子模块电压波动与环流的产生相互影响,因此将两控制方法结合形成综合的MMC均压环流优化控制策略。仿真与实验结果表明:该控制策略能够控制子模块电压,且对环流的抑制效果更佳。

摘要： 电机控制器中,支撑电容起到了吸收IGBT开关过程中的电流纹波、平滑母线电压的作用,能够帮助驱动系统实现稳定可靠运行。同时电容上吸收的纹波电流会使电容容芯发热,而电容的寿命与电容容芯的温度直接相关。现就混合动力汽车中双电机控制器支撑电容纹波电流产生的机理进行分析,提出通过双电机控制器之间的移相控制,实现电容纹波电流的抑制,减少电容发热,进而降低电容的体积、重量。最后,通过仿真和实验验证了分析结论的正确性。

摘要： 本文针对传统功率放大器采用模拟控制系统带来的控制策略简单、输出功率小等一系列问题,提出了一种大功率全数字功率放大器设计方法,基于ARM+FPGA数字控制技术以及多重化载波移相逆变技术,提高了功率放大器的性能指标和功率密度。研制的样机测试结果显示功率放大器运行稳定可靠,输出波形良好。本文详细介绍了大功率全数字功率放大器各个组成部分工作原理和设计方法。

摘要： 电力电子牵引变压器是下一代高能效牵引传动系统的核心部件,现有采用分布式控制系统的电力电子牵引变压器由于通信时延导致载波同步时PWM脉冲异常,进而造成电感电流突变问题。针对此问题,对基于双有源桥式变换器的电力电子牵引变压器PWM脉冲异常的产生机理进行分析,提出一种电力电子牵引变压器多模块载波移相同步控制策略,通过实时触发SCL时钟来消除同步信号的通信延时误差,在此基础上给出同步频率的设定原则,进一步消除同步偏差。所提出的多模块载波移相同步控制策略能够可靠地产生PWM驱动脉冲,保证电力电子牵引变压器各模块载波同步正常。构建系统仿真模型,对所提出的多模块载波移相同步控制策略进行仿真研究。设计并搭建五单元电力电子牵引变压器试验平台,对上述控制策略进行试验研究。仿真与试验结果一致,验证本文所提出的电力电子牵引变压器多模块载波移相同步控制策略的正确性和有效性。

摘要： 当两个或多个逆变器并联运行时,由于功率器件、杂散电感、冷却条件等条件不同,负载电流不能平均分配到各逆变器且逆变器间会产生环流.针对上述问题,提出通过耦合电感将逆变器并联,使用统一调制波并且对载波移相提出合理的移相策略.分析表明均流电感耦合可减小体积重量,使组合逆变器可输出中间电平;载波移相使两逆变器交错工作,在不提高器件开关频率的前提下提高了输出的斩波频率,可有效改善电机的电流波形;以统一调制波与载波进行运算发波,保证不同逆变器输出电压相等,有效消除逆变器间的环流.搭建了基于耦合电感的载波移相电机驱动器实验平台,证明了上述策略的可行性与有效性.

摘要： 随着电力系统的发展,三相模块化多电平换流器控制技术日渐趋于成熟,但目前对于单相MMC整流控制策略的研究较少,该文提出了一种基于载波移相控制单相H桥结构,先将静止坐标系下的交流量变换到旋转坐标系下的直流量,再通过电压外环以及电流内环控制生成正弦调制波并将其与三角载波进行比较从而控制子模块的投入和切出,以达到输出直流电压的目地.最终在SIMULINK上的仿真验证了上述控制方法的可行性.

摘要： 通过分析三相VIENNA整流器的工作原理,提出了基于载波移相的控制策略,并将直流母线电压偏差引入电流参考,通过调节电流参考的直流偏移实现中性点电压平衡。最后,在MATLAB中搭建了VIENNA整流器的仿真模型,进行仿真分析,并设计了一台6kW的试验样机。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性,稳态时网侧功率因数能达到0.99,THD为3.78％,满足了THD＜5％的要求。

摘要： 模块化多电平(MMC)换流阀主要有载波移相和最近电平逼近两种调制方式.文中对MMC换流阀的拓扑和工作原理进行了分析,并通过求解一个工频周期内开关器件电流的有效值和平均值,得出载波移相调制下MMC换流阀损耗的计算公式;通过对换流阀损耗进行分段解析计算,得出最近电平逼近调制下MMC换流阀的损耗计算公式.根据损耗与子模块个数的关系,得出两种调制方式下,损耗相等时对应的临界的子模块数.然后分析了各系统参数大小的改变对这个临界子模块数的影响,为工程上选择较优的调制方式提供参考依据.最后通过仿真验证了所得结论.

摘要： 级联H桥整流器体积重量小,功率密度高,可成倍提高等效开关频率,满足了新型多电飞机的需求.针对电容电压均衡控制这一难点,以单相两单元级联H桥整流器为例,在航空中频400Hz背景下采用单极性倍频调制载波移相SPWM控制技术,在现有的典型电压平衡策略上提出了改进方案,并通过相量图定量分析了稳定域和不平衡度的大小,最后通过仿真验证了理论分析的正确性.

摘要： 首先介绍了级联型高压变频器系统(CAS-HVI)拓扑结构,然后针对级联型拓扑结构,结合载波移相调试算法,引出了基于直接转矩控制的高压变频器系统(HVI-DTC)对输出电压的观测(重构)需求,然后着重就载波移相对输出电压重构的影响进行分析,并分别对传统DTC与SVM-DTC控制的输出电压重构进行研究,最后在样机上实现重构算法,验证的重构效果.

摘要： 本文介绍了EAST快控电源新控制器,阐述了旧版本控制器的结构特点及不足,并对比分析了升级后的新版本控制器的结构特点和载波移相的控制技巧.搭建了系统的仿真模型,对串并联多电平逆变器进行了仿真分析,并在此基础上做了实验测试,测得驱动波形与理论预期一致,证明了升级后控制器的优越性能.

摘要： 分析了部分单元能量回馈变流器中均匀载波移相调制方法不能完全消除开关频谐波的机理.根据分析结果,在基于载波的调制策略下,讨论了调节各单元调制比、不均匀载波移相、调节各单元调制波相角等三种可用于消除开关频谐波的方法.通过比较得出不均匀载波移相调制方法消除谐波和提高等效开关频率效果最佳,同时给出了其消除谐波的频率上限.同时指出,该不均匀载波移相调制方法在变流器工作于馈能状态时无法实现消除谐波效果的局限性.实验证明了理论分析的正确性和不均衡载波移相调制方法的有效性.

摘要： 本文介绍了一种基于H桥级联的多电平可控电压扰动发生装置的主电路结构及相关控制算法.装置通过多绕组变压器给功率模块提供功率支撑,功率模块为基于全控器件的背靠背H桥结构.通过功率模块的差异化设计减小了装置的开关频率,也降低了装置的损耗.逆变侧通过单极性载波移相技术,在器件采用较低开关频率的情况下,得到较高的等效开关频率,从而降低了逆变器输出电压的谐波含量.最后,利用研制的100kVA/400V低压物理验证样机,对电压扰动发生装置的主电路及相关算法的有效性进行了验证.

摘要： 本文研究了将级联多电平拓扑应用于有源电力滤波器（APF）的方法。采用载波移相的调制技术,在电流的控制上采用简单的PI 调节控制方法。仿真结果表明这种基于级联多电平的有源电力滤波器在电网电流存在畸变的情况下,能很好地跟踪谐波,具有很好的动态响应和较高的检测精度,并且快速准确的实现各个变流器单元直流侧电容的均压控制,这对拓展有源电力滤波器应用范围有积极意义。

摘要： VSC是VSC-HVDC输电系统中最重要的组成部分。针对目前VSC在高压大功率场合下存在损耗大、直接串联数量巨大并引起可靠性差的问题,提出了一种新型的模块化多电平VSC 拓扑结构。介绍了模块化多电平VSC的工作原理及其结构特点,同时,基于载波移相技术具有良好的谐波特性、等效开关频率高和适用于高压大功率场合等特点,结合模块化多电平换流器拓扑结构,提出了适用于该新型电压源换流器的载波移相技术。应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对工作原理和调制策略进行了验证。仿真结果表明,采用载波移相技术的模块化多电平VSC 具有良好的输出波形和很小的谐波含量。

摘要： 设计了用于试验研究±60kVar链式STATCOM物理样机，介绍了主电路设计方案和载波移相SPWM调制技术，详细描述了控制器的实现方案、控制流程及保护系统的设计，最后给出了试验的波形。试验结果表明，所设计样机输出电压谐波含量小、稳态特性好、动态响应速度快、性能优越，可以为工程实际提供借鉴。

摘要： 本发明公开了一种三相三电平逆变电路的载波层叠移相控制方法，包括以下步骤：设定中心三角载波或反相中心三角载波，所述中心三角载波的所有最低点或所述反相中心三角载波的所有最高点处于正弦调制波幅值为0的水平线上；将所述中心三角载波同相向上平移或将所述反相中心三角载波反相后向上平移得到第一三角载波；将所述中心三角载波同相向下平移或将所述反相中心三角载波反相后向下平移得到第三三角载波；将所述反相中心三角载波向下平移或将所述中心三角载波反相后向下平移得到第四三角载波；将所述反相中心三角载波向上平移或将所述中心三角载波反相后向上平移得到第二三角载波；本发明降低了对开关管的大电压冲击，延长了开关管的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种三相三电平逆变电路的载波层叠移相控制方法，包括以下步骤：设定中心三角载波或反相中心三角载波，所述中心三角载波的所有最低点或所述反相中心三角载波的所有最高点处于正弦调制波幅值为0的水平线上；将所述中心三角载波同相向上平移或将所述反相三角载波反相后向上平移得到第一三角载波；将所述中心三角载波同相向下平移或将所述反相三角载波反相后向下平移得到第三三角载波；将所述反相中心三角载波向下平移或将所述中心三角载波反相后向下平移得到第四三角载波；将所述反相中心三角载波向上平移或将所述中心三角载波反相后向上平移得到第二三角载波；本发明降低了对开关管的大电压冲击，延长了开关管的使用寿命。

摘要： 本发明提供基于载波周期性抖动的正弦载波移相调制策略及验证方法，属于电源控制技术领域，基于载波周期性抖动的CPS‑SPWM调制策略，将载波的周期进行规律抖动，然后与正弦信号进行调制，得到MMC各子模块的驱动信号。本文的策略下，实现了桥臂电压的低频分量向高频分量转移，因此能进一步使MMC的输出电流谐波含量减小，提高了其电能的输出质量。

摘要： 基于载波移相调制的链式储能系统相内SOC均衡方法及系统，包括：采集各相内所有功率子模块的SOC；计算每个模块SOC与电池组平均SOC的差值，差值绝对值大于相内SOC均衡触发阈值开启相内均衡；根据桥臂电流与调制波方向确定待均衡模块的充放电状态及FLAG取值；设置SOC均衡系数，并利用差值，初始调制波幅度，SOC均衡系数以及FLAG取值计算得到调制波的幅度；若差值的绝对值小于相内SOC均衡结束阈值则实现相内SOC均衡。本发明基于载波移相调制方法解决链式储能系统中存在的子模块电池SOC不均衡的问题，同时避免调制后的调制波在过零点位置出现突变。

摘要： 本发明公开了一种用于VSC-HVDC的三相模块化多电平换流器及其载波移相调制方法，属于电平换流器技术领域。本发明包括三个相单元和第一电压电容，所述三个相单元其中的两个相单元之间相互并联在一起后在与第一电压电容和另外的一个相单元并联在一起；所述相单元包括两个并联在一起的桥臂，所述桥臂包括电抗器和N个子模块。对于N+1电平的三相模块化多电平换流器，每个桥臂包含N个级联的子模块，需要采用N组二电平的三角载波，三角载波相位依次错开2π/N角度。本发明不会带来额外的开关损耗，同时便于估算出由功率器件带来的换流器损耗。

摘要： 本发明提出了一种基于载波移相调制三电平变流器控制方法，首先生成两组载波和三组调制波，两组载波的相位之间相差90度，三组调制波的相位之间相差120，然后比较载波与调制波，生成变流器每个半导体开关器件的脉宽调制波，使得变流器输出线电压谐波次数及幅值均位于同相向载波与反向相载波之间。本发明有利于减小滤波器体积，降低滤波器复杂度。

摘要： 本申请提出了一种消除MMC共模电压的脉冲顺接载波移相正弦脉宽调制方法，涉及电力电子技术领域，其中，该方法包括：步骤S1：将调制波与载波进行比较，得到脉冲信号；步骤S2：捕获脉冲信号的脉冲下降沿；步骤S3：对子模块进行分组，并通过已捕获的脉冲下降沿产生开关管的驱动脉冲。采用上述方案的本申请能够消除MMC系统共模电压，有效降低了系统漏电流和共模噪声，有效解决了现有MMC中存在着的高频共模电压通过杂散电容产生漏电流、共模干扰，危害电机轴承、通信系统等的技术问题。

摘要： 一种载波移相脉宽调制方法及控制器、MMC级联系统，应用于三个MMC桥臂的拓扑，每个MMC桥臂包括两个半桥臂，每个半桥臂包括多个子模块，该方法包括：获取目标谐波的谐波频率以及拓扑的工作信息。根据谐波频率，确定目标载波谐波阶数以及目标调制波谐波阶数，并根据目标调制波谐波阶数和拓扑的工作信息，确定抑制目标谐波时的半桥臂载波相位差。根据目标载波谐波阶数、目标调制波谐波阶数以及半桥臂载波相位差，确定抑制目标谐波时的相间载波相位差。根据相间载波相位差和半桥臂载波相位差，确定各个子模块对应的载波初相位，并根据载波初相位控制子模块工作，从而实现对MMC输出电压中指定频率谐波的抑制作用。

摘要： 本发明提供了一种分布式潮流控制器的载波移相控制装置及控制方法，包括：阀层控制器和控制保护装置；所述控制保护装置通过光纤与DPFC子单元连接；DPFC子单元串联在电网上；所述阀层控制器连接于所述DPFC子单元内部，用于接收所述控制保护装置发送的同步信号控制所述的DPFC子单元；本发明设有控制保护装置并采用在DPFC子单元内设置阀层控制器的方法来控制DPFC子单元，使子单元之间相互独立，实现了远距离的高精度的载波移相调制，提高了灵活性和抗干扰能力。

摘要： 本发明公开一种适用于直流故障穿越的改进载波移相电容电压平衡法，在传统载波移相调制的基础上，基于虚拟半桥视角调整信号在半桥和全桥子模块间的分配，顺利应用载波移相实现少子模块混合型MMC的直流故障穿越。进而在此基础上，基于重构子模块与脉冲信号映射关系的思想，根据系统的电压输出需求区分调制波的正半周波和负半周波，以排序法为依据，调整脉冲与子模块的既定分配关系，实现直流故障穿越期间子模块电容电压的平衡。本发明在不引入额外平衡补偿信号的条件下，不改变控制器和系统的稳定性，仅通过在排序基础上改变映射关系，顺利实现了少子模块混合型MMC在直流故障穿越期间的电容电压平衡。