功率反馈的H桥级联型整流器电压平衡控制算法

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H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略杨飏;张犁【摘要】针对H桥级联型整流器( cascaded H-bridge rectifier, CHBR)的电容电压平衡问题,在建立CHBR数学模型的基础上,研究了一种基于PI控制的直流侧电容电压平衡控制策略,采用载波移相调制策略( carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM) ,理论推导出调制比与有功功率之间的关系,得出该电容电压平衡控制的均压范围.搭建了三模块CHBR的仿真模型和试验样机,试验结果验证了该算法具有较好的均压能力.%Cascaded H-bridge rectifier( CHBR) are usually used in the high-voltage situations such as APF ( Active Power Filter) and PET ( Power Electronic Transformer) . Further, the capacitor voltage balancing is an important issue of this topology. Based on the mathematical model of CHBR, a novel PI-based capacitor voltage balancing method is proposed with the carrier phase-shifted SPWM technique. The relationship between the modulation index and the active power of cells is deduced by the mathematical analysis, and the voltage range of proposed capacitor voltage balance control is derived. A three-module CHBR simulation model, as well as an experimental prototype, is built. Experimental results indicate that the presented method has good performance on the capacitor voltage balance.【期刊名称】《河海大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】6页(P371-376)【关键词】H桥级联型整流器;大容量整流器;整流器电容电压;载波移相调制;电压平衡控制;负载不平衡度【作者】杨飏;张犁【作者单位】南京铁道职业技术学院,江苏南京 210031;河海大学能源与电气学院,江苏南京 211100【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来,H桥级联型整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)因其控制简单、易于模块化等优点已经成功应用于大功率场合[1-6]。

单相级联h桥整流器直流侧电压平衡控制策略研究

单相级联h桥整流器直流侧电压平衡控制策略研究

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一种单相级联H桥整流器SVPWM及其电容电压平衡控制方法

一种单相级联H桥整流器SVPWM及其电容电压平衡控制方法

一种单相级联H桥整流器SVPWM及其电容电压平衡控制方法王顺亮;宋文胜;冯晓云【摘要】为了满足高速列车轻量化、高速化的发展需求,以多电平变流器为核心的电力电子变压器取代笨重的工频牵引变压器成为当前电力牵引传动系统领域的研究热点.本文以电力电子变压器的牵引传动系统前端级联H桥整流器(CHBR)为研究对象,提出了一种适用于单相任意单元数级联H桥变流器的通用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法.并给出了各个基本矢量作用时间的计算方法,通过优化矢量作用顺序,使得该调制算法引起的网侧电流畸变较小,各功率器件开关切换次数一致,并且该调制算法本身不会引起直流侧电容电压不平衡.针对其他原因引起的电容电压不平衡问题,提出了一种基于叠加补偿分量调节冗余基本矢量作用时间的SVPWM方法,使得该调制方法具有电容电压平衡能力.计算机仿真和半实物实验都验证了该算法的可行性及直流侧电容电压平衡控制的有效性.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2016(038)007【总页数】8页(P26-33)【关键词】级联H桥整流器;单相;SVPWM;电容电压平衡控制;补偿分量【作者】王顺亮;宋文胜;冯晓云【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM46近年来,虽然高速铁路技术在国内外都取得了飞速的发展,但客运列车的进一步提速仍面临着众多挑战。

其轻量化是高速列车发展与进一步提速的关键技术之一,车载电气化设备的轻量化是高速列车轻量化技术研究的一个重要方面。

高速列车的轻量化要求与工频牵引变压器的笨重、体积庞大间的矛盾尤为突出[1-2]。

无工频牵引变压器技术是随着高速铁路小型轻量化要求提出的,需采用以多电平变流器为核心的电力电子变压器技术。

2011年ABB公司研制出1.2 MW世界首辆电力电子变压器交流传动机车,其不但降低了重量和体积,提高了功率密度和效率,而且能获得更好的电能质量以降低对牵引供电网的影响[2-3]。

一种H桥级联型PWM整流器的电容电压优化平衡控制

一种H桥级联型PWM整流器的电容电压优化平衡控制

一种H桥级联型PWM整流器的电容电压优化平衡控制武琳;刘志刚;洪祥;李耀华【摘要】针对传统的H桥级联整流器的电容电压的平衡控制策略下,H桥单元因投切频繁,器件的开关频率较高,带来较大的开关损耗的问题,本文提出了一种H桥级联型整流器的电容电压优化平衡控制策略.该方法设置了直流电容电压保持区间,在该区间内,H桥单元的投切状态保持不变,而在该区间之外,H桥单元的投切状态恢复.本文所提出的电容电压优化平衡控制策略能够有效降低开关器件的开关动作次数,仿真和实验验证了所提出理论的正确性和控制策略的可行性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2013(017)011【总页数】6页(P55-60)【关键词】H桥级联;PWM整流器;电压平衡控制;排序;优化【作者】武琳;刘志刚;洪祥;李耀华【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;中国科学院电工研究所,中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京100190;中国科学院电工研究所,中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言H桥级联整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)是一种以H桥电路作为基本能量变换单元,多个H桥单元级联构成的拓扑结构。

该电路以耐压相对较低的功率器件来实现较高电压级别的能量转换,具有结构模块化,控制简单,拓展性好的特点。

使用H桥级联的变换器已经成功应用于静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)[1],固态变压器(solid state transformer,SST)[2-3],电力机车牵引(locomotive traction,LT)[4]有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)[5],风力发电(wind power generation,WPG)系统[6-7]等场合。

H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制方法

H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制方法

H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制方法徐榕;于泳;杨荣峰;于雁南;徐殿国【摘要】H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压的波动,会引起系统直流侧母线电压不平衡,从而影响系统的可靠运行.针对该问题,在直流侧电容电压三级平衡控制策略的基础上,采用比例谐振(PR)控制器对全局平均直流电压进行控制,以提高控制效果;采用自抗扰控制器(ADRC)对相间直流电压进行平衡控制,实现对外界扰动的动态补偿;采用上下平移每个功率单元调制波的方法,实现相内直流电压平衡控制,并配合载波相移调制策略(CPS-PWM),易于FPGA数字实现.实验结果表明,提出的控制方法是有效的,且具有良好的动态性能和较强的鲁棒性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2015(035)005【总页数】8页(P15-22)【关键词】H桥级联;静止同步补偿器;直流侧电容电压平衡;比例谐振控制;自抗扰控制;调制波平移;控制【作者】徐榕;于泳;杨荣峰;于雁南;徐殿国【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TM760 引言电力系统中越来越多地使用柔性交流输电系统(FACTS)对电能进行传输,它能够提高电力系统利用和传输电能的能力,同时使系统稳定、安全、可靠地运行。

作为核心装置与核心技术之一的静止同步补偿器(STATCOM),以其损耗低、响应快、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向[1-4]。

在几种比较成熟的拓扑结构中,H桥级联拓扑结构的STATCOM因其模块化结构、无需功率器件串联即可输出足够高的电压和输出多电平电压的特点,在高压大功率场合得到日益广泛的应用[5-8]。

级联H桥SVG直流侧电容电压平衡控制方法

级联H桥SVG直流侧电容电压平衡控制方法

第 37 卷 第 9 期 2013 年 9 月 文章编号:1000-3673(2013)09-2632-07
电 网 技 术 Power System Technology 中图分类号:TM 721 文献标志码:A
Vol. 37 No. 9 Sep. 2013 学科代码:470·4051
级联 H 桥 SVG 直流侧电容电压平衡控制方法
基金项目:国家自然科学基金项目(51167009)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51167009).
0 引言
静止无功发生器(static var generator, SVG)作为 新型无功补偿设备,具有无功电流调节速度快、运 行范围广、谐波含量低等优点,在改善电能质量和 无功补偿方面起到了非常重要的作用[1-3]。 随着电力系统网络的不断扩大,谐波和无功电 流的治理正朝着高压大容量方向发展,这对电力系 统无功补偿设备的容量提出了更高要求。 级联 H 桥 SVG 具有各逆变单元独立、易于模块化扩展、无需 多重变压器接入、在输出相同电平下所需开关器件 少等优点,在高压大容量谐波和无功补偿中得到了 重视[4-7]。 由于级联 H 桥 SVG 直流侧电容相对独立,理 想情况下只需向直流侧注入一定的有功功率就能 很好地维持直流侧电压稳定。但实际情况下由于各 开关器件存在混合型损耗差异和触发脉冲存在延 时等问题, 使得各 H 桥模块充放电时间不一致和电 容电压不平衡。严重时,不平衡的电容电压有可能 超过开关器件耐压等级,导致器件烧损,设备无法 正常运行[8-12]。 因此, 对级联 H 桥 SVG 直流侧电容 电压平衡控制方法的研究已成为国内外学者研究 的热点。文献[13]提出了基于直流母线能量交换的 直流电压平衡控制方法,但直流侧需额外增加变压 器,使整个逆变器结构变得复杂,成本显著提高。 文献 [14] 提出了 3 层直流侧电容电压平衡控制方 法,但其相间控制方法有待进一步简化,且控制系 统控制器繁多,无功电流补偿的动态响应速度也有 待增强。文献[15]在分析各 H 桥模块吸收有功功率 的基础上, 提出了改变各 H 桥模块移相角来调节各 模块电容电压平衡的方法,该方法需要每个采样周 期计算一次各模块的移相角,不仅增加了控制算法

级联H桥型SVG直流侧电压平衡控制方法

级联H桥型SVG直流侧电压平衡控制方法李玲玲;鲁修学;吉海涛;李志刚【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)009【摘要】级联H桥型SVG是目前大容量无功补偿装置的最佳方案之一,直流侧电压的稳定与平衡是保障装置可靠运行的必要条件.建立和分析了级联H桥型SVG 的等效数学模型,推导了直流侧电压的波动过程,在此基础上分析其相间有功功率交换过程,并提出了一种基于零序电压控制的直流侧电压平衡的三级控制方法,即全局直流侧电压平衡控制、相间直流侧电压平衡控制和相内直流侧电压平衡控制,从而很好地解决了直流侧电压平衡控制问题.最后选取单相两个H桥单元的主电路结构进行仿真和实验分析,验证该方法的有效性.【总页数】7页(P1-7)【作者】李玲玲;鲁修学;吉海涛;李志刚【作者单位】河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130;台湾勤益科技大学电子工程系台中41170;河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130;河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130;河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130【正文语种】中文【中图分类】TM726【相关文献】1.级联H桥SVG直流侧电容电压平衡控制 [J], 王晓晨;杜超超2.一种星接H桥级联型SVG直流侧电压均衡控制方法研究 [J], 何英杰;付亚斌;段文岩3.基于空间矢量调制的星形级联H桥SVG直流侧电压控制方法研究 [J], 刘云峰;何英杰;尹仕奇;王跃;刘进军4.H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制方法 [J], 徐榕;于泳;杨荣峰;于雁南;徐殿国5.H桥级联APF直流侧电压平衡控制方法研究 [J], 刘亚云;王海欣;魏阳超;黄海宏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法
李延帅;徐传芳;宋阳阳
【期刊名称】《电机与控制应用》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。

首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改
善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。

其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。

最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。

【总页数】9页(P117-125)
【作者】李延帅;徐传芳;宋阳阳
【作者单位】大连交通大学自动化与电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.单相电压型PWM整流器无源控制算法研究
2.一种单相级联H桥整流器SVPWM及其电容电压平衡控制方法
3.一种单相级联 H 桥整流器电压快速平衡方法
4.基于纹波电压前馈的级联H桥整流器输出电压平衡策略
5.单相级联H桥整流器电压平衡控制策略
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级联五开关H桥多电平逆变器功率均衡控制方法

级联五开关H桥多电平逆变器功率均衡控制方法叶满园;康翔【摘要】为了提高逆变器的电压和功率等级,提出了一种级联五开关H桥多电平逆变器拓扑结构的功率均衡控制方法.该方法采用了同相交错层叠锯齿载波移相调制,综合了同相层叠锯齿载波调制良好的消谐特性以及载波移相调制各个单元功率分配均衡的优点,使级联五开关H桥多电平逆变器拓扑结构中各个功率单元不仅可以输出五电平,保持良好的消谐特性,而且可以在一个输出周期内实现功率均衡.以3个功率单元为例,进行了仿真实验.实验结果验证了该拓扑结构及其控制方法的可行性与优越性.%A power balance control scheme of cascaded multilevel inverter with five switches for each H-bridge unit is proposed in this paper to improve the voltage and power levels of the inverter. Phase disposition modulation and phase-shift modulation are adopted,which has advantages of both good harmonic characteristics owing to phase disposition modulation and power balance distribution for each H-bridge unit owing to phase-shift modulation. The proposed scheme can not only output five levels that have good harmonic characteristics,but also achieve the output power bal-ance in one output cycle for each cell. A cascaded inverter consisting of three cells is taken as an example in the simula-tion,and the result verifies the validity and superiority of the proposed topological structure and its control scheme.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)002【总页数】5页(P27-31)【关键词】五开关H桥;同相层叠;锯齿载波;移相调制;多电平逆变器;功率均衡控制【作者】叶满园;康翔【作者单位】华东交通大学电气与自动化工程学院,南昌 330013;华东交通大学电气与自动化工程学院,南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】TM464级联多电平逆变器是中压大功率传动系统中应用最为广泛的逆变器拓扑结构之一[1-3],有相电压冗余、谐波含量低、易于模块化设计制造等优点。

一种单相级联 H 桥整流器电压快速平衡方法

一种单相级联 H 桥整流器电压快速平衡方法王顺亮;宋文胜;冯晓云【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2016(020)005【摘要】无工频变压器牵引传动系统是实现高速动车组轻量化的有效方式与发展趋势,以解决其前端单相级联H桥整流器( CHBR)直流侧电容电压不平衡问题为研究目标,开展以实现负载严重不对称情况下直流侧电压快速平衡的控制方法研究。

分析了已有典型直流侧电压平衡控制方法的缺点,提出了一种基于电压补偿分量注入的单极性载波移相脉宽调制( CPSPWM-VOI)算法,该算法易于扩展到多个H桥级联的情况。

与已有典型直流侧电压平衡控制方法对比,该方法具有更快的直流侧电压平衡速度和更强的直流侧电压平衡能力。

计算机仿真和半实物实验都验证了该算法的有效性及理论分析的正确性。

【总页数】8页(P37-44)【作者】王顺亮;宋文胜;冯晓云【作者单位】西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM921【相关文献】1.一种单相级联H桥整流器SVPWM及其电容电压平衡控制方法 [J], 王顺亮;宋文胜;冯晓云2.一种改进的级联H桥整流器直流电压平衡策略 [J], 李响;郭希铮;游小杰;王剑;龚泽宇;黄佳佳3.一种适用于级联H桥整流直流侧电容电压快速平衡的新型调制方法 [J], 王聪;张国澎;王俊;蔡莹莹4.一种H桥级联型PWM整流器的直流母线电压平衡控制新方法 [J], 陶兴华;李永东;孙敏5.一种H桥级联型PWM整流器的电容电压优化平衡控制 [J], 武琳;刘志刚;洪祥;李耀华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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