有源前端型三电平逆变器中点电位平衡的一种控制策略
三电平逆变器SVPWM控制策略的研究

三电平逆变器SVPWM控制策略的研究一、本文概述随着电力电子技术的快速发展,逆变器作为高效、可靠的电力转换装置,在新能源发电、电机驱动、无功补偿等领域得到了广泛应用。
其中,三电平逆变器因其输出电压波形质量好、开关损耗小、动态响应快等优点,受到了研究者的广泛关注。
空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)作为一种先进的调制策略,通过合理分配三相桥臂的开关状态,可以实现对输出电压波形的精确控制,进一步提高逆变器的性能。
本文旨在深入研究三电平逆变器的SVPWM控制策略,通过理论分析和实验验证,探索其在实际应用中的优化方法和潜在问题。
文章首先介绍了三电平逆变器的基本结构和工作原理,为后续的控制策略分析奠定基础。
随后,详细阐述了SVPWM的基本原理和实现方法,包括空间矢量的定义、合成和分配等关键步骤。
在此基础上,本文重点分析了三电平逆变器SVPWM控制策略的优化方法,包括减小开关损耗、提高直流电压利用率、改善输出电压波形质量等方面。
本文还通过实验验证了三电平逆变器SVPWM控制策略的有效性。
通过搭建实验平台,测试了不同控制策略下的逆变器性能,包括输出电压波形、开关损耗、动态响应等指标。
实验结果表明,采用SVPWM控制策略的三电平逆变器在各方面性能上均表现出明显的优势,验证了本文研究的有效性和实用性。
本文总结了三电平逆变器SVPWM控制策略的研究现状和未来发展趋势,为相关领域的进一步研究提供了有益的参考。
二、三电平逆变器的基本原理三电平逆变器是一种在电力电子领域中广泛应用的电能转换装置,其基本原理在于利用开关管的导通与关断,实现直流电源到交流电源的高效转换。
与传统的两电平逆变器相比,三电平逆变器在输出电压波形上拥有更高的精度和更低的谐波含量,因此在大规模电力系统和电机驱动等领域具有显著优势。
三电平逆变器的基本结构通常包括三个直流电源、六个开关管以及相应的控制电路。
三电平逆变器中点电位平衡控制策略研究

三电平逆变器中点电位平衡控制策略研究摘要:本文对二极管箝位型三电平逆变器的原理进行分析与研究,主要对三电平中点电位平衡的控制策略进行研究,阐述了造成三电平逆变器中点电位不平衡的原因以及危害,并且通过调整互补矢量相对工作时间来控制中点电位平衡。
通过仿真以及实验验证了该方法的正确性与可行性。
关键词:三电平逆变器;SVPWM;中点电位平衡Research on neutral point potential balance control strategy of three level inverter LU Yao(CRRC xi’an YongeJieTong Electric Co., Ltd, Xi’an 710000, China)Abstract: The paper analyzes the principle of diode clamped three level inverter, for three level neutral point balance control strategy research, expounds the cause of three level inverter neutral point unbalance and harm, and by adjusting the complementary vector of relative working time to control the neutral point potential balance. The correctness of the proposed method is verified by simulation and experiment.Key Words: Three level inverter; SVPWM; Neutral point potential balance1 引言近年来,由于多电平逆变器在高电压、大功率的场合应用的越来越广泛,所以也就使得我们对其有了越来越多的研究和关注。
三电平中点箝位型逆变器中点电压平衡和控制方法研究

第23卷 第6期 电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 6 · 74 ·JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT2009年6月本文于2008年4月收到。
*基金项目: 安徽省“十一五”科技攻关(编号: 06012143H)资助项目; 合肥工业大学科研发展基金(编号: GDBJ2008-046)资助项目。
更多电子资料请登录赛微电子网三电平中点箝位型逆变器中点电压平衡和控制方法研究*胡存刚1 王群京1,2 严 辉3 杨 益3(1. 合肥工业大学电气与自动化工程学院, 合肥 230009; 2. 安徽大学电子科学与技术学院, 合肥 230039;3. 安徽建筑工业学院电子与信息工程学院, 合肥 230022)摘 要: 建立了三电平中点箝位型逆变器中点电压的数学模型; 分析了在不同的负载条件下, 传统的最近三矢量合成方法中点电压存在不能平衡的区域; 利用合成空间矢量的调制方法, 实现了对中点电压的有效控制。
为了在扇区切换时输出矢量平稳过渡, 提出了在每个大区内全部采用相同首发小矢量的方法。
用MATLAB/Simulink 仿真研究了中点电压平衡控制的效果, 并用MOSFET 搭建了三电平逆变器实验电路模型, 对中点电压平衡控制效果进行了验证。
实验结果证明了基于合成空间矢量的三电平NPC 逆变器中点电压平衡控制方法的有效性。
关键词: 中点箝位型逆变器;空间矢量调制;中点电压平衡;合成空间矢量 中图分类号: TM464 文献标识码: A 国家标准学科分类代码:Research on neutral-point potential balancing and control methodfor three-level NPC inverterHu Cungang 1 Wang Qunjing 1,2 Yan hui 3 Yang Yi 3(1. Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Anhui University, Hefei 230039, China;3. Anhui Institute of Architecture & Industry, Hefei 230022, China )Abstract: A significant problem with neutral-point-clamped three-level inverters is the fluctuation in the neu-tral-point voltage. The mathematics model of neutral-point potential is developed while the neutral-point potential is unbalanced. In this paper the limitations of neutral-point potential balancing problem for different loading conditions of three-level neutral-point-clamped inverters is explored. And a novel modulation approach for the complete control of the neutral-point potential is introduced. The new modulation approach, which bases on the virtual space vector concept, guarantees the balancing of the neutral-point potential for any load over the full range of converter output voltage and for all load power factors. In order to avoid the abrupt change of output voltage vectors during the process of desired vector changing from one section to another, a novel space vector modulation algorithm is proposed, in which the same small vectors are adopted as first active vector. Some simulation and experiment results are given to validate the method.Keywords: neutral point clamped inverter; SVPWM; neutral-point potential balancing; synthetic-space-vector1 引 言中点电压平衡是多电平中点箝位型(neutral point clamped, NPC)逆变器的固有问题和研究热点。
一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法

一种三电平能馈装置的中点电位平衡控制方法
三电平能馈装置是一种在高压大电流场合下采用的电力电子装置。
为了保证三电平能馈装置正常运行,需要对中点电位进行平衡控制,以下是一种中点电位平衡控制方法:
1. 建立中点电位检测回路,采用电压传感器检测中点电位,并将检测结果反馈到控制器。
2. 控制器根据中点电位检测结果,通过控制器的输出控制半桥电压输出,使得中点电位平衡。
3. 控制器采用PID算法来实现中点电位平衡控制。
具体来说,控制器根据检测的中点电位值计算出偏差,然后通过调节控制半桥电压输出,使实际中点电位等于期望中点电位。
4. 通过实时监测中点电位的动态变化情况,对控制器进行调整,以提高中点电位平衡的效果。
总之,中点电位平衡控制方法需要建立一个中点电位检测回路,并采用控制器进行闭环控制。
通过有效调节半桥电压输出,以达到中点电位的平衡。
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡研究

三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
SVPWM是一种先进的空间矢量调制技术,通过将一个采样周期内的三个电压矢 量分配到两个开关器件上,可以获得与常规PWM相比更高的调制效率和更好的输 出波形质量。对于三电平NPC逆变器,SVPWM控制策略的关键是选取合适的调制方 式、脉宽调制参数和中点电位控制策略。
中点电位平衡研究
中点电位的影响主要有以下几个方面:
中点电位平衡研究
1、输出波形质量:中点电位不平衡会导致输出波形畸变,产生谐波污染;
中点电位平衡研究
2、开关器件的可靠性:中点电位不平衡会导致开关器件承受电压增大,降低 其可靠性;
中点电位平衡研究
3、系统的稳定性:中点电位不平衡会影响系统的稳定运行,可能导致系统振 荡甚至崩溃。
结论与展望
结论与展望
本次演示对三电平NPC逆变器SVPWM控制策略及中点电位平衡问题进行了深入 研究,提出了一种有效的控制方法。实验结果表明,该方法可以有效提高逆变器 的性能和可靠性。然而,在实际应用中仍存在一些问题需要进一步探讨,例如如 何进一步优化脉宽调制参数和中点电位平衡控制策略,以获得更好的输出波形质 量和系统稳定性。
三电平NPC逆变器SVPWM控制策略
电流跟踪控制参数也是SVPWM控制策略的重要组成部分。本次演示采用PI (Proportional-Integral)控制器来实现电流跟踪控制,通过调节PI控制器的 参数,达到快速跟踪输出电流的目的。
中点电位平衡研究
中点电位平衡研究
中点电位平衡问题是三电平NPC逆变器运行过程中的一个关键问题。中点电位 的平衡与否直接影响到逆变器的性能和可靠性。中点电位的产生原因是逆变器两 个半桥中点电压的差值,它可能会导致半桥电容充放电不平衡,进而影响逆变器 的正常工作。
一种用于平衡三电平逆变器中点电位的滞环控制+精确控制策略研究

( 西安理工大学 电气工程系 , 陕西 西安 7 1 0 0 4 8 )
摘 要: 中点 电位 不平 衡是 二极 管 中点箝位 ( N P C) 型三 电平逆 变器存 在 的 固有 问题 , 在 学术及 工程 实践 中受到 了广泛 关注 。 中点 电位 平衡 控 制 方法 可 以分 为 两大类 , 硬 件 和软件 方 法 , 基 于硬件 的控 制方法主要是依靠外部 电路调整 , 一般通过 B o o s t 和B u c k等电路对 电容进行充放 电来调节中点电 位 以达到平衡 , 因而增 加 了整个 逆 变器的 成本 。在 深入 分析 引起 中点 电位 不平衡 因素 的基 础上 介 绍 了一种提 高中点 电位 鲁棒 性 的滞环 控制 +精 确控 制策略 。 该控制 策略 将滞 环控 制与精 确控 制 方 法相 结合 , 设 置 一定 的环 宽作 为 两种 算法 的切换 条件 , 超 出设 定环 宽使 用 滞环控 制 , 在 环 宽 内使 用 精 确控 制 方法 。进 行 了仿 真和 实验验证 , 结果证 明该 方 法解 决 了滞环 控制 粗略 、 存在控 制 盲 区并且 控 制 效果 受功 率 因数 影响 大的 问题 , 同时弥补 了精 确控 制 中当 中点 电压 发 生偏 移 以后 不具 备将 中 点 电位拉 回平衡 点的 能 力。有效 地抑 制 中点 电位 波 动 , 提 高 中点 电位 控制 的鲁棒 性 。 关键词 : 中点 电位 ;不平衡 ;鲁棒性 ;滞环控 制 ; 精 确控 制
c l a mp e d ( N P C )i n v e r t e r , i t i s p a i d w i d e r a n g e a t t e n t i o n i n a c a d e mi c r e s e a r c h a n d e n g i n e e i r n g p r a c t i c e .
三电平逆变器中点电位平衡的综合控制策略

三电平逆变器中点电位平衡的综合控制策略作者:曹国锋王然风孟润泉来源:《现代电子技术》2017年第16期摘要:三电平逆变电路普遍存在中点电位不平衡的问题,中点电位的不平衡主要体现在两个方面:中点电位偏移和中点电位波动。
基于传统的SVPWM算法,通过分析造成中点电位不平衡的原因,提出了前馈控制+反馈控制的综合控制策略。
该方法通过采集两个电容电压和三相负载电流的实时值,通过切换函数的不同值来选择不同的控制策略,从而实现对中点电位平衡的综合控制。
仿真实验证明了此综合控制策略控制精度高,并且不会出现中点电位偏移的问题,很好地控制了中点电位的平衡,弥补了在只有反馈控制策略下电压波动幅值较大的缺点,达到了很好的效果。
关键词:三电平逆变器;中点电位;平衡控制; SVPWM算法中图分类号: TN710⁃34; TM464 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2017)16⁃0165⁃05Abstract: Neutral point potential imbalance commonly exists in the three⁃level inversion circuit. The neutral point potential imbalance is mainly reflected in two aspects: neutral point potential offset and neutral point potential fluctuation. According to the analysis of the cause of the neutral point potential imbalance, an integrated control strategy containing feed⁃forward control and feed⁃back control is put forward on the basis of traditional SVPWM algorithm. By collecting the real⁃time values of two capacitance voltages and three⁃phase load currents, different control strategies are selected by switching different values of the function, so as to realize the integrated control of the neutral point potential balance. The simulation experiment results show that the control precision of the integrated control strategy is high, the offset of neutral point potential will not occur, and this strategy can control neutral point potential effectively and avoid big voltage fluctuation amplitudes that appear in the strategy with only feed?back control.Keywords: three⁃level inverter; neutral point potential; balance control; SVPWM algorithm0 引言在三电平逆变电路中,每个主开关器件在关断时承受的电压仅仅等于直流侧电压的一半,这使得它广泛地应用于高压大容量的场合,并且由于三电平逆变电路增加了输出的电平数,使输出的电压波形更接近正弦波,因此输出电压的谐波含量减少了很多,同时也降低了输出电压的跳变。
一种三电平逆变器中点平衡电路控制算法[发明专利]
![一种三电平逆变器中点平衡电路控制算法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5f7ed6fdff00bed5b8f31d89.png)
专利名称:一种三电平逆变器中点平衡电路控制算法专利类型:发明专利
发明人:赵涛,张韬,季宁一
申请号:CN201710640288.2
申请日:20170731
公开号:CN107240924A
公开日:
20171010
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种三电平逆变器中点平衡电路控制算法,包括数字芯片、传感电路、驱动电路以及三电平并网电路,其特征是,还包括平衡电路,所述数字芯片分别与传感电路以及驱动电路连接,传感电路、驱动电路再分别与平衡电路连接,平衡电路还连接所述三电平并网电路。
优点:本发明提供的一种三电平逆变器中点平衡电路控制算法,可以有效抑制微网三电平逆变器中点电位偏移情况,有一定抗扰动能力,使直流侧电容电压波形稳定,并易于实现,具有良好的应用前景。
申请人:南京工程学院
地址:211167 江苏省南京市江宁科学园弘景大道1号
国籍:CN
代理机构:南京纵横知识产权代理有限公司
代理人:董建林
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ag rh fre nrl ̄ iv re .mu tb df dfr l d gd u e ta- it tni eivre.I i loi m o t l n et t o o i r s emo ie a n cb sn urlp n e t i t et i o h n a o o p l an h n r nt s h cs , up t amo c l iei byices I r e v cmeti da ak e ta- it tni aa — a e o tu r n swi vt l ra ̄ n odrt o e o s rwb c ,an urlp n e t b l h i ln a n O r h o o p l a n
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EEA CC: 1 0 8 4
有 源前端型 三 电平逆 变器 中点 电位平衡 的一种控 制策略
王 明彦 , 凯 田
( 哈尔滨工业大学 电气工程系 , 哈尔滨 1 00 ) 50 1
ru di h p h a i p n il f ep o o e B i ito u e dip ta do tu e I lecmp r o o n sa e T eb s r c eo rp sdNP rd cda u up t 瑚 c n c i p h t sn n n n p o ai m s o ec n et r d t e eNP srtge l e t t eAF a da eiv re s et ey il- f vre aema eb we nt B t eisi e n e a E t et r p ci l.SlU h t o r e h a mpm d h t n h t n r e v T
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W M lo tm , eo tu amo iso eivre slw dla tr oah ma n t e r ls ag r h i h t up t r nc ft et i h h n r o a o dmoo srttn n g g ei f l i moec et ci d s o O
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摘
要: 由三电平有源前端( F ) A E 和三电平逆变器构成的中高压变频器在能量再生, 功率因数, 输入和输出谐波方面具有 良
好 的性能. 在这种 变频器 中 , 为了实现直流侧 中点 电位平衡控制 ( P ) 以往 的方法都要 对逆变 控制采用的 S P N B, V WM 算法进 行调整 , 这不可避 免地会增 加逆 变输 出谐 波. 本文提 出一种无需调整 S P M 算法而 只在变频器前 端解 决 N B问题 的策略 , V W P
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第3 0卷 第 1 期 20 0 7年 2月
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