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一种新的多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

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上海交通大学学报 2012年第7期46卷 1107-1111页

作者：费万民吴勤张艳莉南京师范大学电气与自动化工程学院南京师范大学能源与机械工程学院江苏南京210042

基于多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法的波形对称方案,提出了一种新的多电平逆变器半周期对称波形SHEPWM方法,可以求取许多现有方法不能求得的数值解,具有通用性强、形式简单、波形灵活、易于编程、解的空间大等优点.以五... 详细信息

基于多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法的波形对称方案,提出了一种新的多电平逆变器半周期对称波形SHEPWM方法,可以求取许多现有方法不能求得的数值解,具有通用性强、形式简单、波形灵活、易于编程、解的空间大等优点.以五电平逆变器为例,取半个周期内20个开关切换点,对调制比为0.8时的非线性方程组进行求解,求取了12组数值解,抽取其中2组进行仿真和实验研究,证明了所提SHEPWM方法的有效性和实用性.

关键词：多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制波形对称性

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两电平逆变器半周期对称SHEPWM方法

电力自动化设备 2013年第4期33卷 114-119页

作者：黄银银费万民南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京210042

提出了"关于正负2个半周期镜对称"和"关于T/2点奇对称"2种PWM波对称方式,以半周期内20个开关切换角为例,通过对两电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)非线性方程组的建立、初值选择和求解,详细研究了两电平逆变器的SHEPWM方法。为... 详细信息

提出了"关于正负2个半周期镜对称"和"关于T/2点奇对称"2种PWM波对称方式,以半周期内20个开关切换角为例,通过对两电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)非线性方程组的建立、初值选择和求解,详细研究了两电平逆变器的SHEPWM方法。为了说明半周期对称SHEPWM问题具有更多解的特点,求取了很多组有效数值解,并以抽样点数值解和调制比在全范围内解的变化轨迹的形式列举了其中8组解。在调制比为0.8的情况下,对抽样点数值解进行了仿真与实验研究,仿真与实验结果一致,证明了所提方法的有效性与实用性。

关键词：逆变器半周期对称特定谐波消除脉宽调制

多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的仿真研究

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中国电机工程学报 2004年第1期24卷 102-106页

作者：费万民吕征宇姚文熙浙江大学电力电子国家专业实验室浙江大学电气气工程学院浙江杭州310027

研究了多电平SHEPWM技术,针对1/4周期对称的多电平PWM波或阶梯波形,给出了根据波形直接确定傅立叶系数和多电平SHEPWM非线性方程组的方法;采用三角载波SPWM方法确定非线性方程组的初值,保证和加速了非线性方程组迭代过程的收敛;以五电... 详细信息

研究了多电平SHEPWM技术,针对1/4周期对称的多电平PWM波或阶梯波形,给出了根据波形直接确定傅立叶系数和多电平SHEPWM非线性方程组的方法;采用三角载波SPWM方法确定非线性方程组的初值,保证和加速了非线性方程组迭代过程的收敛;以五电平为例,对多电平逆变器的SHEPWM方法,用POWERSIM专用仿真软件进行了仿真研究,结果证明:多电平SHEPWM非线性方程组形式和求解过程简单,易于收敛;根据非线性方程组求得的最终波形不受参考波形限制,能够根据调制比的变化而自动调整;当调制比小于一定值时,线电压所包含的电平数也会有所下降,以满足调制比变化和谐波消除的要求;直流母线电压利用率高;谐波消除效果非常理想, 输出波形质量高, 是多电平变换器的一种非常有效的控制策略。

关键词：多电平逆变器脉宽调制谐波消除仿真非线性方程组电力系统电网

基于PWM分解的三电平逆变器SVPWM的DSP实现方法

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电力系统自动化 2004年第14期28卷 50-53,71页

作者：姚文熙吕征宇费万民浙江大学电气学院浙江省杭州市310027

三电平技术在电力输电及中高压变频场合有着广泛的应用前景。文中讨论了三电平逆变器的空间矢量控制技术和基于中点电流方向的中点电压平衡方法,根据矢量控制与载波技术的内在联系,提出了矢量控制的分解方法。利用面向控制的DSP芯片(TMS... 详细信息

三电平技术在电力输电及中高压变频场合有着广泛的应用前景。文中讨论了三电平逆变器的空间矢量控制技术和基于中点电流方向的中点电压平衡方法,根据矢量控制与载波技术的内在联系,提出了矢量控制的分解方法。利用面向控制的DSP芯片(TMS320LF2407A)内部集成的2组三相两电平载波PWM单元,实现了三电平的矢量控制技术。该方法充分利用DSP的内部资源,以单片DSP实现三电平电路的矢量控制,大大降低了控制电路硬件的复杂性,提高了系统的可靠性。实验证实所提出的方案切实可行、效果显著。

关键词：空间矢量脉宽调制(SVPWM) 三电平变频器数字信号处理器(DSP)

混合级联多电平变换器SHEPWM方法的仿真

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电力系统自动化 2003年第17期27卷 40-44页

作者：费万民吕征宇姚文熙浙江大学电力电子国家专业实验室浙江省杭州市310027

研究了混合级联多电平变换器的特定谐波消除脉宽调制 (SHEPWM)技术 ,针对 1/ 4周期对称的混合级联多电平SHEPWM问题 ,提出了一种使用具有均匀电平的通用多电平SHEPWM方法求取预期的输出电压波形 ,然后采用混合级联多电平电路来实现所需... 详细信息

研究了混合级联多电平变换器的特定谐波消除脉宽调制 (SHEPWM)技术 ,针对 1/ 4周期对称的混合级联多电平SHEPWM问题 ,提出了一种使用具有均匀电平的通用多电平SHEPWM方法求取预期的输出电压波形 ,然后采用混合级联多电平电路来实现所需电压和功率输出的解决办法。以两级混合级联多电平电路为例 ,对混合级联多电平逆变器的SHEPWM方法进行了仿真研究 ,结果证明 :混合级联多电平SHEPWM非线性方程组形式和求解过程与通用的均匀电平多电平变换器一样简单 ,易于收敛 ;适用于通用均匀电平多电平变换器的SHEPWM非线性方程组求解问题的结论 ,完全适用于混合级联多电平变换器 ;直流母线电压利用率很高 ,电压调制比可以达到 1.15 8;SHEP WM法的谐波消除效果非常理想 ,输出电压波形质量高。

关键词：多电平变换器谐波消除脉宽调制

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基于开关状态组合的直流接地故障检测方法

电力系统自动化 2005年第21期29卷 74-78页

作者：费万民张艳莉南京师范大学电气与自动化工程学院江苏省南京市210042

提出了一种高精度检测电力系统直流接地电阻的新方法,利用两个可控开关,控制产生3种有效电路状态,利用3种状态下的电量关系,无须高精度电流、电压传感器,只使用一个模拟输入通道和几个廉价的电阻元件,即可实现直流接地电阻的低成本、高... 详细信息

提出了一种高精度检测电力系统直流接地电阻的新方法,利用两个可控开关,控制产生3种有效电路状态,利用3种状态下的电量关系,无须高精度电流、电压传感器,只使用一个模拟输入通道和几个廉价的电阻元件,即可实现直流接地电阻的低成本、高精度检测,克服了使用非线性检测元件造成的每台仪器必须单独编程、元件不能互换、仪器维护困难、难以批量生产等问题,进一步提高了检测精度,大大简化了生产过程。基于新检测方法的直流接地故障检测仪,具有对直流系统无任何不良影响、检测结果不受分布电容的影响、检测电路简单、检测精度高、仪器一致性好、价格低廉等显著优点。

关键词：电力系统直流供电接地电阻开关状态组合高精度检测

三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的研究

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中国电机工程学报 2003年第9期23卷 11-15页

作者：费万民吕征宇姚文熙浙江大学电力电子国家专业实验室

特定谐波消除SHEPWM,通过开关时刻的优化选择,消除选定的低频次谐波,具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点,所以受到人们的普遍关注。该文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形,研究了三电平SHE... 详细信息

特定谐波消除SHEPWM,通过开关时刻的优化选择,消除选定的低频次谐波,具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点,所以受到人们的普遍关注。该文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形,研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法,提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法,使得求解非线性方程组的速度明显加快;根据非线性方程组的数值解,用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究; 用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,以双DSP中压变频控制平台为控制器,对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。

关键词：三电平逆变器脉宽调制谐波消除 SHEPWM 非线性方程组

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五电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

电工技术学报 2009年第2期24卷 85-93,99页

作者：费万民张艳莉都小利南京师范大学电气与自动化学院南京210042 南京航空航天大学自动化学院南京210016

为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种基于"冲量相等、重心重合"原则和直接数值计算的非线性方程组初值求取方法。以12个开关切换点为例,主要研究了五电平逆变器SHEPWM非线性方程组在调制比从1.15到0.01的全范围变化时的求解方法... 详细信息

为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种基于"冲量相等、重心重合"原则和直接数值计算的非线性方程组初值求取方法。以12个开关切换点为例,主要研究了五电平逆变器SHEPWM非线性方程组在调制比从1.15到0.01的全范围变化时的求解方法,对每一个M值给出了至少一组数值解。求解过程证明所提初值方法是有效的。论文讨论了随着M值从大到小变化,SHEPWM问题的解及其代表的波形的变化趋势。对选取的典型数值解进行了仿真和实验研究,结果证明所得数值解能够实现基波控制目标并有效消除选定的低频次谐波。

关键词：五电平逆变器特定谐波消除脉宽调制调制度

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基于等面积法的多电平逆变器SPWM方法

电工技术学报 2010年第3期25卷 89-96页

作者：费万民都小利居荣吴勤南京师范大学电气与自动化工程学院南京210042

从脉宽调制的基本原理——冲量定理出发,针对1/4周期对称波形,根据分区内PWM波形与参考信号波形的重心相对位置,选三种典型多电平PWM方案,以五电平逆变器为例,研究并发现了在较低开关频率下输出电压谐波含量与基波控制精度随1/4周期内... 详细信息

从脉宽调制的基本原理——冲量定理出发,针对1/4周期对称波形,根据分区内PWM波形与参考信号波形的重心相对位置,选三种典型多电平PWM方案,以五电平逆变器为例,研究并发现了在较低开关频率下输出电压谐波含量与基波控制精度随1/4周期内每个分区中PWM波重心位置的变化规律,以此为依据,提出了基于等面积法的数字化PWM控制的最优算法,可以同时实现高基波控制精度和低波形畸变系数。该PWM方法不受拓扑结构和电平数的约束,适用于所有的多电平逆变器,并且具有计算简单、易于编程和实现等优点,特别适用于对快速性、灵活性和输出波形质量有较高要求的应用场合。以五电平逆变器为例,对多电平逆变器的新型PWM方法进行了仿真和实验研究,结果证明了该PWM方法的有效性和实用性。

关键词：多电平逆变器脉宽调制谐波基波控制