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DSP空间矢量控制三电平逆变器的研究

电力系统自动化 2004年第11期28卷 62-65,74页

作者：桂红云姚文熙吕征宇浙江大学电力电子国家专业实验室浙江省杭州市310027

介绍了三电平PWM逆变器的研究前景和三电平空间矢量控制的原理,提出了一种基于检测直流侧电容电压和中点电流方向的新型平衡中点电位的空间矢量调制方法,讨论了这种方法的平衡中点电位的原理、脉冲序列的安排和该方法中小脉冲的处理和... 详细信息

介绍了三电平PWM逆变器的研究前景和三电平空间矢量控制的原理,提出了一种基于检测直流侧电容电压和中点电流方向的新型平衡中点电位的空间矢量调制方法,讨论了这种方法的平衡中点电位的原理、脉冲序列的安排和该方法中小脉冲的处理和死区处理等。给出了用DSPLF2407A实现这种矢量控制方法的流程图,讨论了DSP实现中的一些问题。最后建立了三电平逆变器实验模型,实验结果验证了中点电位平衡方法的有效性和用DSP实现SVPWM的方便性。

关键词：三电平逆变器空间矢量控制技术数字信号处理器(DSP)

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基于开关管电压检测的图腾柱整流器控制方案

浙江大学学报（工学版） 2018年第9期52卷 1771-1776页

作者：徐厚建姚文熙浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

分析现有电流过零检测方法,提出一种新的图腾柱整流器控制方法.该方法通过检测MOSFET源漏极之间的电压,并与阈值电压比较,其结果作为临界连续模式的下个开关开启信号,控制开关管导通,可以有效降低转换器的开关损耗和检测电路的损耗.分... 详细信息

分析现有电流过零检测方法,提出一种新的图腾柱整流器控制方法.该方法通过检测MOSFET源漏极之间的电压,并与阈值电压比较,其结果作为临界连续模式的下个开关开启信号,控制开关管导通,可以有效降低转换器的开关损耗和检测电路的损耗.分析输入电流畸变的原因,给出变开通时间的解决方案,得到输入电流的总谐波失真(THD)为4.11%.通过两相交错并联大幅度降低了电路输入电流的纹波;制作3.3 kW两路交错并联的样机,并进行实验验证,结果表明:实测峰值效率达到98.97%.

关键词：图腾柱无桥PFC 临界连续模式(PFC) 交错并联变开通时间

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)

混合导通模式三相三电平VIENNA整流器控制策略

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电工技术学报 2012年第12期27卷 87-93页

作者：严刚姚文熙李宾杭丽君吕征宇浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学电力电子国家专业实验室杭州310027

对三相三电平VIENNA型整流器进行物理解耦,进而分析单相三电平整流电路分别在连续和断续导通模式下的数学模型,针对该拓扑结构提出了一种适合用于混合导通模式的前馈控制策略。定参数电流环仅适用于一个电流工作模式,出现混合导通模式时... 详细信息

对三相三电平VIENNA型整流器进行物理解耦,进而分析单相三电平整流电路分别在连续和断续导通模式下的数学模型,针对该拓扑结构提出了一种适合用于混合导通模式的前馈控制策略。定参数电流环仅适用于一个电流工作模式,出现混合导通模式时,其控制效果很差。而在电流控制环中引入前馈,将理论上想要的占空比叠加在原电流环的输出端,新的控制环便能适应不同电流工作模式,从而大大降低电流总谐波失真度(THDi)。最后通过5kW三相实验样机,验证了该控制策略的可行性和有效性,在混合导通模式满载时的功率因数(PF)接近于1。

关键词：三电平整流器物理解耦混合导通模式功率因数校正占空比前馈 VIENNA

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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半桥三电平LLC谐振变换器的调制方法

浙江大学学报（工学版） 2017年第8期51卷 1653-1661页

作者：刘威姚文熙吕征宇浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了得到适合高输入电压、宽增益范围应用的优选拓扑,从混合调制方法的角度对4种常见的半桥三电平LLC拓扑进行分析和对比.混合调制策略可以在不改变谐振腔参数、不增加额外元器件的前提下,使LLC谐振变换器的增益范围加倍.使用穷举法分... 详细信息

为了得到适合高输入电压、宽增益范围应用的优选拓扑,从混合调制方法的角度对4种常见的半桥三电平LLC拓扑进行分析和对比.混合调制策略可以在不改变谐振腔参数、不增加额外元器件的前提下,使LLC谐振变换器的增益范围加倍.使用穷举法分析各三电平结构所有可能的具有零电压开关特性的调制方法,按照调制自由度和直流增益的不同分为高增益频率调制、低增益频率调制和脉冲宽度调制3大类.对比从元件的数量与应力、自动均压能力和对调制方法的兼容性3个方面进行展开,结果表明,桥臂串联型全桥拓扑具有最优的综合性能.实验结果验证理论分析的正确性.

关键词： PWM 混合调制三电平LLC 宽增益范围均压

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

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

一种可再生能源并网逆变器的多谐振PR电流控制技术

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中国电机工程学报 2012年第12期32卷 51-58页

作者：杭丽君李宾黄龙姚文熙吕征宇电力电子国家专业实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

在介绍三相并网逆变器电流双环控制策略的基础上,对基于LCL滤波器的并网逆变器在两相静止坐标系下建立完整的开关周期平均模型。在电流环中,应用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)调节器来达到无静差跟踪正弦电流基波给定并减... 详细信息

在介绍三相并网逆变器电流双环控制策略的基础上,对基于LCL滤波器的并网逆变器在两相静止坐标系下建立完整的开关周期平均模型。在电流环中,应用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)调节器来达到无静差跟踪正弦电流基波给定并减小输出电流中特定次数的谐波含量,以提高并网电流质量。针对多谐振PR调节器阶数高、设计难的问题,采用根轨迹理论分析PR调节器参数、系统延时以及LCL滤波器参数对闭环系统极点的影响,并基于此理论分析设计极点位置,选择合适参数,在保证系统稳定的前提下使电流环达到最佳的性能。最后搭建一台10 kW并网逆变器样机,验证多谐振PR调节器对并网电流的改善作用以及基于根轨迹理论设计多谐振PR调节器的实用性与可行性。

关键词：可再生能源并网逆变器开关周期平均模型多谐振PR调节器电流谐波根轨迹