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三电平整流器弃用中矢量的对称三区电压矢量调制策略

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电工技术学报 2009年第6期24卷 69-76,94页

作者：伍文俊钟彦儒段博西安理工大学自动化学院西安710048

根据基于目标控制的三电平PWM整流器的数学模型,详细分析了三电平各电压矢量对直流侧中点电压的影响,提出了一种弃用中矢量的对称三区的电压矢量调制策略。对该法在不同调制模式下整流器的性能进行了深入仿真研究。该方法电压矢量分区少... 详细信息

根据基于目标控制的三电平PWM整流器的数学模型,详细分析了三电平各电压矢量对直流侧中点电压的影响,提出了一种弃用中矢量的对称三区的电压矢量调制策略。对该法在不同调制模式下整流器的性能进行了深入仿真研究。该方法电压矢量分区少,算法简单。由于弃用了中矢量,电压矢量调制策略本身的直流侧中点电压达到了自平衡。仿真和实验结果表明,三电平PWM整流器性能稳定,功率因数高,方法正确有效。与传统调制策略相比,当网侧电流幅值变化较大时,该方法的直流侧中点电压平衡效果仍然很好。

关键词：三电平整流器中矢量对称三区脉宽调制中点电压调制模式

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三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法

电工技术学报 2009年第10期24卷 81-86页

作者：张东升张东来王陶苏宝库哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055 哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨150001

针对PFC输入电流的THD受电网不平衡、谐波、偏移等畸变情况影响较大的问题,提出了基于能量平衡的同步控制方法,同时引入负载电流的前馈控制,以抑制电网波动和负载扰动,提高系统的动态性能。分析了三相三电平整流器的数学模型,设计了一... 详细信息

针对PFC输入电流的THD受电网不平衡、谐波、偏移等畸变情况影响较大的问题,提出了基于能量平衡的同步控制方法,同时引入负载电流的前馈控制,以抑制电网波动和负载扰动,提高系统的动态性能。分析了三相三电平整流器的数学模型,设计了一个中点电压控制数字补偿器,以抑制上下电容电压不平衡引起的中点电压波动,同时利用粒子群优化算法对中点电压平衡控制器的限幅值进行了优化设计,降低了中点电压调节对输入电流THD的影响。在所搭建的2.4kW的实验样机上,验证了控制方法的有效性,满载条件下输入电流THD<5%,中性点电压偏差小于5V。

关键词：单位功率因数锁相环中性点电压平衡三电平整流器

NPC三电平整流器调制算法与中点平衡控制简化研究

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NPC三电平整流器调制算法与中点平衡控制简化研究

作者：王吉祥东华大学

学位级别：硕士

在中高压大功率领域,三电平拓扑结构相比于两电平拓扑结构,具有输出电流谐波含量低、器件电压应力小、输出电压等级高等优势,因而在大功率PWM整流器上得到了广泛应用。三电平整流器拓扑结构有电容箝位型、级联H桥型、二极管箝位型三种... 详细信息

在中高压大功率领域,三电平拓扑结构相比于两电平拓扑结构,具有输出电流谐波含量低、器件电压应力小、输出电压等级高等优势,因而在大功率PWM整流器上得到了广泛应用。三电平整流器拓扑结构有电容箝位型、级联H桥型、二极管箝位型三种结构。其中,二极管箝位型（Neutral Point Clamped,NPC）三电平整流器以其控制方式简单、成本较低、经济效益高的优势受到了更多关注。然而,NPC三电平PWM整流器交流侧输出电压矢量较多,设计与控制的复杂性比较高,而且NPC三电平拓扑结构存在固有的中点电位不平衡问题,这种不均衡状态若长期存在,会对整流器系统造成严重影响。解决该问题的方法主要集中在PWM整流器的控制算法上,此外,优良的调制算法还可使三电平PWM整流器控制更简单、输出效果更好。本文将针对二极管箝位型NPC整流器进行深入研究,主要工作如下:1、对比分析了NPC三电平整流器的传统空间矢量脉宽调制（Space Vector PWM,SVPWM）算法和基于坐标平移的SVPWM调制算法的工作原理、实现过程和复杂性,并通过MATLAB/Simulink仿真进行了验证。2、针对NPC三电平整流器固有的中点电位不平衡问题,提出了一种基于坐标平移SVPWM调制的扇区切换控制算法,并给出了利用扇区切换控制中点电位的准则。该控制算法可以有效抑制中点电位波动,克服了滞环控制法中点电位波动较大、平衡因子精确控制算法计算复杂的问题,大大减小了计算量。在MATLAB/Simulink中建立了上述三种中点电位控制算法的仿真模型,给出了对比结果。3、搭建了基于Rtu—BOX实时数字控制系统的NPC三电平整流器实验平台,包括主功率电路、驱动电路、电压电流采样电路等的设计调试,以及系统平台建设。通过该实验平台验证了所提算法的有效性。

关键词：三电平整流器坐标平移中点电位平衡控制扇区切换调制策略

电网电压不平衡时三电平整流器静止坐标系控制研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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电网技术 2013年第1期37卷 94-99页

作者：宋文祥董英阮智勇上海大学机电工程与自动化学院上海市闸北区200072

电网电压不平衡时,传统的整流器控制方法性能良好,但计算和控制复杂。和传统方法相比,文章采用的方法不需要对电网电压进行旋转变换和相位检测,也不必提取控制变量的正负序分量,从而有效降低了系统计算的复杂性和延迟。通过分析静止坐... 详细信息

电网电压不平衡时,传统的整流器控制方法性能良好,但计算和控制复杂。和传统方法相比,文章采用的方法不需要对电网电压进行旋转变换和相位检测,也不必提取控制变量的正负序分量,从而有效降低了系统计算的复杂性和延迟。通过分析静止坐标系下的三电平整流器瞬时功率,在保证直流侧电压稳定及交流侧单位功率因数的条件下算得电流指令值。针对该控制方法,在Matlab/simulink数字仿真环境下对其进行了离散化仿真,实现了电网电压单相跌落或者有谐波时,直流母线电压基本稳定及交流侧电压电流同相位。

关键词：三电平整流器静止坐标系电网电压不平衡

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二重化两电平与三电平整流器等效关系的证明

铁道学报 2019年第1期41卷 59-64页

作者：王鹏展李华伟曹天植王昕徐建忠北京交通大学电气工程学院北京100044 中铁电气化局集团有限公司设计研究院北京100166 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045 国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏银川750011

针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流... 详细信息

针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流侧电压及其谐波分布、直流侧电压的等效性,并考虑了死区效应对等效性的影响。计算和仿真结果表明:在调制波信号反相的条件下,二重化两电平与单相三电平整流器的交流侧电压与谐波分布规律相同,直流侧电压在额定工况、轻载和重载时亦能与给定电压值保持一致,电压波动在3%之内,死区效应不影响2种整流器的等效关系。通过对2种整流器等效性的理论证明,为2种整流器的选择提供理论支撑。

关键词：三电平整流器二重化两电平开关函数谐波分析直流侧电压

加入死区作用范围闭环的三电平整流器谐波抑制

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电机与控制学报 2014年第5期18卷 76-84页

作者：宋崇辉李坤边春元孟凡红东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004 国网内蒙古东部电力有限公司物资分公司内蒙古呼和浩特010020

针对可控整流器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)加入死区后带来的波形畸变问题,分析了当前补偿补偿和无死区策略各自优点和存在的问题,提出了一种三电平SVPWM整流器死区作用范围闭环控制策略,该策略在控... 详细信息

针对可控整流器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)加入死区后带来的波形畸变问题,分析了当前补偿补偿和无死区策略各自优点和存在的问题,提出了一种三电平SVPWM整流器死区作用范围闭环控制策略,该策略在控制系统原有的电压、电流双闭环基础上添加了一个死区作用范围闭环,形成了三闭环控制系统。死区作用范围指的是一个周期内需要加入死区时间的范围。死区作用范围闭环控制是指通过直流母线电压和有功功率检测对整流器在不同工作状态下死区作用范围进行闭环控制的一种控制策略,抑制由于死区作用带来的谐波。仿真和实验结果表明,加入死区作用范围闭环控制能够有效抑制整流器网侧电流谐波。

关键词：死区效应死区作用范围闭环控制三电平整流器谐波抑制

三电平整流器动态加权最优开关矢量MPC设计

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电力电子技术 2021年第1期55卷 116-120页

作者：赵新宽陈燕东珠海城市职业技术学院珠海市智能电网技术协同创新中心广东珠海519000 国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南长沙410082

为优化有限集模型预测控制器(MPC)的性能,设计了一种动态加权最优开关矢量模型预测控制(OSVMPC)。新型MPC中引入了具有明确定义的动态权重系数实时分析调整技术,从而优化了MPC中成本函数计算过程。动态权重系数实时分析调整技术是一种... 详细信息

为优化有限集模型预测控制器(MPC)的性能,设计了一种动态加权最优开关矢量模型预测控制(OSVMPC)。新型MPC中引入了具有明确定义的动态权重系数实时分析调整技术,从而优化了MPC中成本函数计算过程。动态权重系数实时分析调整技术是一种控制器动态行为,可自适应电力电子变换器的不同工况,因而可确保变换器兼具优良的稳态性能和动态响应。以中点箝位型(NPC)三电平整流器为应用对象,对其应用动态加权OSVMPC后,较之常规MPC方案,所提出的新型MPC方案控制性能更优。最后,实验结果验证了所设计的动态加权OSVMPC的性能优势。

关键词：变换器三电平整流器成本函数权重系数

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简化三电平整流器模型电流预测控制

电工电能新技术 2014年第2期33卷 12-17页

作者：谷鑫张策耿强史婷娜天津工业大学天津市电工电能新技术重点实验室天津300387 天津大学电气与自动化工程学院天津300072

传统三电平整流器模型预测控制算法需要对全部27个开关矢量进行在线评估,使价值函数最小的开关矢量在下一采样周期采用。然而该算法在实际实现时计算量较大,限制系统采样周期的降低,从而制约了系统整体性能的提高。本文提出了一种简化... 详细信息

传统三电平整流器模型预测控制算法需要对全部27个开关矢量进行在线评估,使价值函数最小的开关矢量在下一采样周期采用。然而该算法在实际实现时计算量较大,限制系统采样周期的降低,从而制约了系统整体性能的提高。本文提出了一种简化的三电平整流器模型预测控制算法,根据参考电压矢量所在扇区信息,仅选取该扇区内的开关状态进行评价。简化算法不仅大大减少了程序计算量,还获得了良好的静态和动态性能。最后实验验证了该方案的正确性和实用性,能获得良好的静态和动态特性。

关键词：三电平整流器模型电流预测控制程序计算量

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小矢量合成虚拟矢量的三电平整流器脉宽调制

电气传动 2010年第3期40卷 48-52页

作者：伍文俊钟彦儒杨惠王建军西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

根据三电平整流器的数学模型,直观地分析了三电平整流器直流侧中点电位与电压矢量的关系。提出了一种小矢量合成虚拟矢量的脉宽调制策略,该策略采用小矢量合成虚拟中矢量,使直流侧中点电位的平衡度和平衡能力大大提高,特别在整流器启动... 详细信息

根据三电平整流器的数学模型,直观地分析了三电平整流器直流侧中点电位与电压矢量的关系。提出了一种小矢量合成虚拟矢量的脉宽调制策略,该策略采用小矢量合成虚拟中矢量,使直流侧中点电位的平衡度和平衡能力大大提高,特别在整流器启动等电流变化剧烈的场合。通过调制模式对整流器性能进行分析,对三电平整流器装置的产品化有实用价值。系统仿真验证了该方法的正确性。

关键词：三电平整流器脉宽调制小矢量合成虚拟矢量中点电位平衡度平衡能力调制模式