一类有源钳位七电平PFC拓扑结构研究

1

作者 曾斌 尚玉哲 +1 位作者 潘宇 范家宁 《电工材料》 CAS 2024年第2期48-53,共6页

针对传统两电平图腾柱PFC拓扑存在开关器件电压应力大、适用功率等级较低等问题,提出了一种新型无桥七电平PFC通用拓扑结构。通过使用不同的双向钳位开关管替换通用拓扑的钳位支路,从而获得相应拓扑。以最具代表的I型七电平PFC拓扑为例... 针对传统两电平图腾柱PFC拓扑存在开关器件电压应力大、适用功率等级较低等问题,提出了一种新型无桥七电平PFC通用拓扑结构。通过使用不同的双向钳位开关管替换通用拓扑的钳位支路,从而获得相应拓扑。以最具代表的I型七电平PFC拓扑为例对工作原理详细分析。选择适用的辅助电路用以平衡直流侧电容电压,并结合载波同相层叠脉宽调制与电压电流双闭环控制策略生成相应开关脉冲序列,控制对应开关管的有序通断,实现桥臂电压七电平输出。通过仿真验证了拓扑结构的有效性与可行性,所提拓扑降低了开关管电压应力,实现了高功率因数运行,适于功率等级更高的应用场合。 展开更多

关键词 七电平拓扑 双向开关管 双闭环控制 载波同相层叠 电容电压平衡

下载PDF 职称材料

七电平MPUC逆变器滞环SVPWM容错控制方法

2

作者 李国华 韩颖 +1 位作者 李丰 刘明 《电气工程学报》 CSCD 2023年第3期216-223,共8页

为了提高单相多电平MPUC逆变器的工作可靠性,提出一种电流跟踪型单相七电平MPUC逆变器滞环SVPWM容错控制方法。首先,分析功率开关器件开路故障对单相MPUC七电平逆变器电压矢量的影响。逆变器开路故障状态下,该方法利用冗余电压矢量的替... 为了提高单相多电平MPUC逆变器的工作可靠性,提出一种电流跟踪型单相七电平MPUC逆变器滞环SVPWM容错控制方法。首先,分析功率开关器件开路故障对单相MPUC七电平逆变器电压矢量的影响。逆变器开路故障状态下,该方法利用冗余电压矢量的替代实现容错控制;优先选择位置重合的冗余电压矢量进行等效替代;如果没有重合非故障矢量,则选择位置和作用效果最接近的其他非故障矢量。在逆变器单管开路故障状态下,该方法可保证逆变器输出电流较准确地跟踪参考电流,不需要增加备用的硬件冗余单元,能够节约硬件成本,简化系统结构。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 MPUC逆变器 电流跟踪 七电平 容错 电压矢量替代

下载PDF 职称材料

单相级联七电平逆变器拓扑结构及其控制方法 被引量：13

3

作者 张琦 李江江 +1 位作者 孙向东 安少亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期3843-3853,共11页

针对传统多电平逆变器结构复杂等问题,提出一种单相级联七电平逆变器拓扑及其控制方式。该逆变器由三电平Boost电路和六开关逆变电路构成,利用三电平Boost电路调节中点电位,使得中间母线电容电压占比为1∶2,为实现七电平输出提供电位条... 针对传统多电平逆变器结构复杂等问题,提出一种单相级联七电平逆变器拓扑及其控制方式。该逆变器由三电平Boost电路和六开关逆变电路构成,利用三电平Boost电路调节中点电位,使得中间母线电容电压占比为1∶2,为实现七电平输出提供电位条件。相对于传统多电平拓扑,该拓扑使用较少的开关器件,简化了电路结构。由于中间母线电容电压控制效果是系统可靠运行的关键,所以在讨论电路拓扑的运行机理的基础上,建立直流侧电压控制系统数学模型,并据此提出一种电压控制方法,从而实现逆变器控制系统的有效运行。最后,借助系统仿真与实验验证了所提电路拓扑的可行性以及理论分析的正确性。 展开更多

关键词 七电平逆变器 三电平 BOOST 电压偏差 电流前馈

下载PDF 职称材料

混合有源中性点箝位型七电平逆变器及其控制策略 被引量：3

4

作者 胡存刚 董浩 +1 位作者 张云雷 李杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期40-49,共10页

为了减少开关器件数量、提高效率、降低逆变器体积,本文提出了一种新型混合有源中性点箝位型七电平逆变器拓扑。该逆变器的每相桥臂由一个T字型三电平拓扑和一个有源中性点箝位型三电平拓扑两部分组成,通过与有源中性点箝位型和层叠式... 为了减少开关器件数量、提高效率、降低逆变器体积,本文提出了一种新型混合有源中性点箝位型七电平逆变器拓扑。该逆变器的每相桥臂由一个T字型三电平拓扑和一个有源中性点箝位型三电平拓扑两部分组成,通过与有源中性点箝位型和层叠式多单元的七电平拓扑的对比,可以发现所提出七电平拓扑具有开关器件少、损耗低和控制策略简单等优点。首先对逆变器的电流传输路径及其工作模态进行了分析,阐述了七电平空间矢量调制的基本原理,使用选择冗余矢量的方法设计了可同时控制悬浮电容电压和中性点电压的综合控制器。最后使用搭建的仿真和实验平台,在不同调制度和功率因数条件下进行了仿真和实验研究,验证了所提出拓扑和控制策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 七电平逆变器 混合型 有源中性点箝位 空间矢量调制 悬浮电容电压 中性点电压

下载PDF 职称材料

大容量并网系统中新型组合七电平逆变器的研究 被引量：1

5

作者 刘威 甘雪 李清 《黑龙江电力》 CAS 2016年第2期161-164,181,共5页

为了解决新能源大容量并网接口电路中多电平逆变器使用的器件多、电路结构复杂的问题,笔者构建了一种简化的新型组合七电平逆变器拓扑,同时设计了适于该拓扑的四载波交错SPWM调制策略及四载波层叠调制策略。通过MATLAB/Simulink软件对... 为了解决新能源大容量并网接口电路中多电平逆变器使用的器件多、电路结构复杂的问题,笔者构建了一种简化的新型组合七电平逆变器拓扑,同时设计了适于该拓扑的四载波交错SPWM调制策略及四载波层叠调制策略。通过MATLAB/Simulink软件对新型组合七电平逆变器进行了仿真,并与传统的二极管钳位式七电平逆变器在相同的仿真条件下作了对比分析,其结果:前者基波电压幅值为240.8 V,后者基波电压幅值为160.3 V;两种电路拓扑的输出电压谐波畸变率(THD)分别为23.71%和23.64%,两者的谐波分布情况基本一致。由此验证了该简化拓扑及调制策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 大容量并网 新型组合 七电平逆变器 四载波交错SPWM调制

下载PDF 职称材料

混合级联型七电平变频调速装置的研究 被引量：1

6

作者 李芳 游泳智 周鹏 《电气应用》 北大核心 2005年第7期91-92,61,共3页

介绍了一种适用于中高压变频调速场合的混合级联型七电平变频调速装置,分析了这种装置的主电路拓扑结构及其特点,研究了主电路的开关逻辑关系,给出了基于低次谐波最小原则的控制策略,并给出输出电压波形的谐波分析,实验结果证明其有很... 介绍了一种适用于中高压变频调速场合的混合级联型七电平变频调速装置,分析了这种装置的主电路拓扑结构及其特点,研究了主电路的开关逻辑关系,给出了基于低次谐波最小原则的控制策略,并给出输出电压波形的谐波分析,实验结果证明其有很好的输出波形,输出谐波含量少,具有较高的性能价格比。 展开更多

关键词 混合级联型七电平变频调速装置 拓扑结构 输出波形 性能价格比 开关逻辑关系

原文传递

一种七电平逆变器的研究与实现

7

作者 夏兴国 孙长冬 柳传武 《自动化与仪器仪表》 2010年第3期132-134,共3页

结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出了一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。对该逆变器的控制方法进行分析后,本文在MATLAB... 结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出了一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。对该逆变器的控制方法进行分析后,本文在MATLAB中建立了仿真电路并搭建了实验装置,证明其控制方法的可实现性。 展开更多

关键词 逆变器 七电平 MATLAB 拓扑

下载PDF 职称材料

新式七电平逆变器及其并网控制分析

8

作者 马兰珍 向立文 +1 位作者 潘春林 陶冶 《电力安全技术》 2015年第9期39-44,共6页

提出一种单相七电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,根据伏秒平衡原理,采用T型滤波器,通过逆变器侧电流反馈控制确保并网系统稳定,采用比例谐振(PR)控制减小稳态误差,实现了高功率因数并网,同时引入电网电压的前馈控制消除电网电压... 提出一种单相七电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,根据伏秒平衡原理,采用T型滤波器,通过逆变器侧电流反馈控制确保并网系统稳定,采用比例谐振(PR)控制减小稳态误差,实现了高功率因数并网,同时引入电网电压的前馈控制消除电网电压扰动对并网电流的影响。仿真结果表明:该逆变器并网系统具有良好的稳态和动态性能。 展开更多

关键词 七电平逆变器 并网控制 T型滤波器 PR控制器

下载PDF 职称材料

基于电网电压全前馈的七电平光伏并网系统 被引量：4

9

作者 潘嘉进 刘彦呈 +1 位作者 张勤进 刘厶源 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期53-58,64,共7页

针对传统单相多电平光伏并网逆变器输出电流谐波畸变率高的缺点,提出一种基于电网电压全前馈的七电平光伏并网系统。该七电平逆变器是由boost电路及正激电路组成的DC/DC变换电路、全桥逆变器、辅助回路和电感-电容-电感(LCL)滤波器级联... 针对传统单相多电平光伏并网逆变器输出电流谐波畸变率高的缺点,提出一种基于电网电压全前馈的七电平光伏并网系统。该七电平逆变器是由boost电路及正激电路组成的DC/DC变换电路、全桥逆变器、辅助回路和电感-电容-电感(LCL)滤波器级联而成。其中,LCL滤波器滤除由脉宽调制(PWM)造成的高次谐波,从而减小并网电流的谐波含量。同时采用电容电流内环来抑制LCL产生的谐振,提高稳定性。此外,为防止由电网电压谐波造成系统振荡,引入电网电压全前馈控制策略。仿真结果证明该系统能有效地提高输出电流质量,消除电网电压对并网电流的影响,并使并网电流始终保持与电网电压同频同相。 展开更多

关键词 光伏并网系统 七电平逆变器 LCL滤波器 电容电流反馈 电网电压全前馈

下载PDF 职称材料

七电平电流源型换流器无源逆变试验与分析 被引量：1

10

作者 杨宝峰 王志文 +2 位作者 罗振鹏 王志和 韩俊飞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期130-134,共5页

普通晶闸管换流阀无关断电流的能力,需要借助电网电压完成换相,不适用于没有交流电网的无源逆变电路。为了将晶闸管换流阀应用于柔性交直流电网,以并联十二脉动晶闸管换流器为前级,以七电平直流电流分配单元为后级构成级联型电流源逆变... 普通晶闸管换流阀无关断电流的能力,需要借助电网电压完成换相,不适用于没有交流电网的无源逆变电路。为了将晶闸管换流阀应用于柔性交直流电网,以并联十二脉动晶闸管换流器为前级,以七电平直流电流分配单元为后级构成级联型电流源逆变器。七电平直流电流分配单元不仅实现了对直流母线电流的动态平均分配,而且形成了周期性的直流电流过零点,为十二脉动晶闸管换流器提供零电流换相条件,从而实现晶闸管换流阀的强迫换相。实现强迫换相的晶闸管换流阀外特性相当于全控型逆阻器件,因此换流器可实现无源逆变。在对电路拓扑、调制方法进行详细分析的基础上,设计了额定功率为0.5 MW的七电平柔性直流换流器试验装置,以三相电阻为负载,进行了无源逆变试验。试验结果验证了大电流工况下,晶闸管换流阀与多电平直流电流分配单元协同作用实现晶闸管换流阀受控关断的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 晶闸管换流阀 七电平 强迫换流 电流源换流器 无源逆变 级联

下载PDF 职称材料

基于零序电压注入的七电平有源中点钳位型逆变器中点电压平衡控制方法 被引量：6

11

作者 绳伟辉 葛琼璇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期2408-2418,共11页

该文首先介绍七电平有源中点钳位型（seven-level active neutral-point-clamped inverter,ANPC-7L）逆变器及其悬浮电容电压控制问题;然后利用平均状态的概念将悬浮电容电压控制问题与母线中点电压控制问题进行解耦,建立基于零序电压... 该文首先介绍七电平有源中点钳位型（seven-level active neutral-point-clamped inverter,ANPC-7L）逆变器及其悬浮电容电压控制问题;然后利用平均状态的概念将悬浮电容电压控制问题与母线中点电压控制问题进行解耦,建立基于零序电压注入的中点电压平衡控制模型,推导出中点电压的完全可控区域;最后,在此模型的基础上,提出一种试探–验证型的母线中点电压平衡控制实时算法。针对ANPC-7L逆变器的特殊性,对此方法进行进一步的优化,保证了串联管工作频率为逆变器输出频率,避免了相电压的多电平跳变。在一台380V/5k W的ANPC-7L逆变器上取得的实验结果证明了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 七电平有源中点钳位式逆变器 中点电压平衡 零序电压注入

原文传递

一种新型混合式七电平逆变器 被引量：1

12

作者 张云雷 王群京 胡存刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期48-58,共11页

为了提高多电平逆变器输出电平数,并降低器件的数量,提出了一种混合七电平逆变器主电路,并分析了主电路的工作原理。和几种典型的七电平逆变器拓扑比较,所提出的七电平逆变器在开关器件数量、悬浮电容数量以及效率方面具有明显优势。为... 为了提高多电平逆变器输出电平数,并降低器件的数量,提出了一种混合七电平逆变器主电路,并分析了主电路的工作原理。和几种典型的七电平逆变器拓扑比较,所提出的七电平逆变器在开关器件数量、悬浮电容数量以及效率方面具有明显优势。为了实现对悬浮电容电压和直流母线电容电压的控制,研究了基于空间矢量选择的调制策略,并得出了电容电压的可控区域。最后,所提出七电平逆变器的工作原理的正确性和电容电压平衡控制策略的有效性在搭建了仿真平台和硬件实验平台中得到了进一步的验证。 展开更多

关键词 混合级联式逆变器 七电平逆变器 空间矢量脉宽调制 电容电压平衡

下载PDF 职称材料

基于七电平有源中点钳位型双PWM变流器的同步电机矢量控制系统 被引量：4

13

作者 绳伟辉 葛琼璇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期5470-5483,共14页

有源中点钳位型(ANPC)多电平变流器是一种新型的变流器。该文首先介绍七电平有源中点钳位型(ANPC-7L)双PWM变流器同步电机矢量控制系统的结构及变流器控制问题;然后研究系统的预充电问题,提出一种分段同步的预充电控制策略;并对ANPC-7L... 有源中点钳位型(ANPC)多电平变流器是一种新型的变流器。该文首先介绍七电平有源中点钳位型(ANPC-7L)双PWM变流器同步电机矢量控制系统的结构及变流器控制问题;然后研究系统的预充电问题,提出一种分段同步的预充电控制策略;并对ANPC-7L变流器在不平衡电网下的PWM整流控制策略及同步电机矢量控制策略进行研究。在一台380 V/5 kW的ANPC-7L双PWM变流器样机上取得的实验结果表明该文所提算法是有效的。 展开更多

关键词 七电平有源中点钳位型变流器 双PWM 分段同步预充电 PWM整流 同步电机 矢量控制系统

下载PDF 职称材料

一种新型七电平有源中点钳位型逆变器的拓扑结构及其换流策略 被引量：5

14

作者 绳伟辉 葛琼璇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第23期6962-6970,共9页

有源中点钳位型(active neutral-point-clamped,ANPC)多电平逆变器是一种新型的多电平逆变器。该文分析普通七电平有源中点钳位型(seven-level active neutral-pointclamped inverter,ANPC-7L)逆变器的开关状态,给出悬浮电容电压控制的... 有源中点钳位型(active neutral-point-clamped,ANPC)多电平逆变器是一种新型的多电平逆变器。该文分析普通七电平有源中点钳位型(seven-level active neutral-pointclamped inverter,ANPC-7L)逆变器的开关状态,给出悬浮电容电压控制的方法,指出其开关状态切换时可能出现的串联管动态均压问题和多电平跳变问题。该文提出一种新型的改进拓扑和换流策略,可以彻底解决这两个问题。在一台380V/5kW的ANPC-7L逆变器上取得的实验结果表明,所提拓扑和换流策略是有效的。 展开更多

关键词 七电平有源中点钳位型逆变器 串联管动态均压 多电平跳变

原文传递

一种改进的七电平逆变器对比仿真研究 被引量：1

15

作者 孙长冬 黄松清 +2 位作者 刘绪良 谢玉干 龙佼佼 《电气技术》 2010年第1期41-44,共4页

结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。本文对该逆变器的控制方法进行了分析。基于Matlab... 结合二极管钳位型三电平和传统两电平逆变器的特点,本文提出一种新型的七电平逆变电路拓扑。新型电路拓扑所用的开关管的数量和三电平相同,但是电平数大大提高,波形也更加近似于正弦波。本文对该逆变器的控制方法进行了分析。基于Matlab,搭建仿真电路,证明其控制方法的可实现性。 展开更多

关键词 逆变器 七电平 MATLAB 拓扑

下载PDF 职称材料

七电平有源中点钳位型变流器故障状态运行策略 被引量：1

16

作者 绳伟辉 葛琼璇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期363-376,共14页

首先对七电平有源中点钳位型(ANPC-7L)变流器由开关器件短路和断路引起的单相和多相故障进行了分析,找出变流器可继续运行的所有单相和多相故障状态,接着针对各种故障状态提出一种统一调制策略,并对变流器在各种故障状态下的中点电压平... 首先对七电平有源中点钳位型(ANPC-7L)变流器由开关器件短路和断路引起的单相和多相故障进行了分析,找出变流器可继续运行的所有单相和多相故障状态,接着针对各种故障状态提出一种统一调制策略,并对变流器在各种故障状态下的中点电压平衡控制问题进行讨论,最后在一台380V/5kW的ANPC-7L变流器样机上对所提故障状态运行策略进行实验验证。 展开更多

关键词 七电平有源中点钳位型变流器 单相和多相故障 统一调制策略 故障状态运行策略

下载PDF 职称材料

一种ANPC逆变系统七电平调制策略研究 被引量：1

17

作者 耿后来 李顺 顾亦磊 《通信电源技术》 2019年第7期19-22,共4页

多电平变换器能够实现更高电压和容量的要求,采用低压器件从而降低系统成本。因此,研究了一种有源中点钳位式(ANPC)五电平逆变系统,通过介绍ANPC五电平,重点分析悬浮电容稳压控制的基本原理,进而提出一种高压状态下的七电平控制策略,并... 多电平变换器能够实现更高电压和容量的要求,采用低压器件从而降低系统成本。因此,研究了一种有源中点钳位式(ANPC)五电平逆变系统,通过介绍ANPC五电平,重点分析悬浮电容稳压控制的基本原理,进而提出一种高压状态下的七电平控制策略,并通过MATLAB/SIMULINK对该控制策略进行仿真验证,最后搭建硬件平台验证了该七电平调制策略的可行性。 展开更多

关键词 有源中点钳位 七电平调制 悬浮电容控制

下载PDF 职称材料

级联H桥七电平逆变器故障的SKSNN-LPP特征提取方法 被引量：4

18

作者 彭丽维 张彼德 孔令瑜 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期110-116,共7页

针对级联H桥七电平逆变器结构复杂,故障特征属性相互交叉,相似故障类间区分度低的问题,提出一种监督核共享近邻(SKSNN)相似性度量方法,并运用于局部保持投影(LPP)算法中,形成一种新的基于监督核共享近邻的局部保持投影(SKSNN-LPP)特征... 针对级联H桥七电平逆变器结构复杂,故障特征属性相互交叉,相似故障类间区分度低的问题,提出一种监督核共享近邻(SKSNN)相似性度量方法,并运用于局部保持投影(LPP)算法中,形成一种新的基于监督核共享近邻的局部保持投影(SKSNN-LPP)特征提取算法,用于提取七电平逆变器IGBT开路故障低维敏感特征。首先,采集各故障状态下逆变器交流侧三相电流原始信号数据;其次,利用SKSNN-LPP算法提取嵌入于原始数据中的低维敏感特征;然后,将提取的特征作为支持向量机(SVM)的输入建立故障诊断模型;最后,与传统信号处理及统计分析方法进行了仿真对比分析。结果表明,所提出的特征提取方法能有效减低相似故障类误诊率,诊断精度高达96.4%,明显高于其他方法。 展开更多

关键词 级联H桥七电平逆变器 监督核共享近邻 特征提取 局部保持投影

原文传递

七电平逆变器电容电压自均衡控制策略研究 被引量：1

19

作者 李宋 苗志林 +3 位作者 叶满园 陈子豪 童子威 彭瑞凡 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2785-2793,共9页

在传统多电平逆变器的基础上,采用一种基于开关电容的新型七电平逆变器拓扑,针对此结构提出了一种改进型的同相层叠(in-phase disposition,IPD)载波调制方法。该策略通过调整传统IPD调制载波在正弦调制波周期内水平方向的自由度,减少了... 在传统多电平逆变器的基础上,采用一种基于开关电容的新型七电平逆变器拓扑,针对此结构提出了一种改进型的同相层叠(in-phase disposition,IPD)载波调制方法。该策略通过调整传统IPD调制载波在正弦调制波周期内水平方向的自由度,减少了半数的载波,大幅降低控制的难度,对其中的两个载波进行周期性互换,从而实现开关电容的电压自均衡。同时以单相七电平逆变器为例,对该结构的效率进行了详细的分析。最后通过搭建相应的Matlab/Simulink仿真和小功率实验平台验证调制方法和拓扑结构的有效性和实用性。 展开更多

关键词 七电平逆变器 开关电容 电压自均衡 IPD 改进型 控制策略

原文传递

基于MPC的七电平永磁同步电机控制器研究

20

作者 胡院生 胡存刚 张云雷 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第10期84-87,共4页

提出一种新型的混合级联七电平逆变器拓扑,其一相桥臂由一个四电平桥臂和一个两电平H桥构成,分析了主电路的结构和工作原理并将该逆变器电路应用于永磁同步电机(PMSM)。采用模型预测控制(MPC)策略对七电平PMSM驱动系统进行控制,实现电... 提出一种新型的混合级联七电平逆变器拓扑,其一相桥臂由一个四电平桥臂和一个两电平H桥构成,分析了主电路的结构和工作原理并将该逆变器电路应用于永磁同步电机(PMSM)。采用模型预测控制(MPC)策略对七电平PMSM驱动系统进行控制,实现电机电流的控制与电容电压的平衡。最后通过仿真和实验验证了MPC策略下的七电平PMSM驱动系统的可行性与有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 混合级联七电平逆变器 模型预测控制

下载PDF 职称材料