关键字 |
| 多层次逆变器(多层互连),混合级联多逆变器(MCMLI)水平,总谐波失真(THD)、正弦脉宽调制(SPWM),感应电动机(IM)。 |
介绍 |
| 多级转换器主要用于合成一个单一的设计——或者三相电压波形,许多拓扑diode-clamped等多级逆变器的方法,介绍了电容器,坐飞机回去和级联结构的方法,深入研究了大功率应用由于其低电磁干扰和效率高,如[1]- [6]。这些逆变器与现有的2级逆变器可以解决相关的问题。太阳能电池、燃料电池、电池和超级电容是最常见的使用独立的来源,如[3]。这种结构可以被认为是在两个安排,对称和不对称的。使用不对称输入电压会降低,或者当适当的选择,消除冗余的产量水平。除了可以生成不同的输出电压水平与相同数量的组件,而对称的多电平逆变器。 |
| 传统上,在每一个阶段的级联多电平逆变器需要n的直流源2 n + 1的水平。对于许多应用程序,获得很多独立的直流源可能会阻止一个逆变器的使用,如[9]。MCMLI需要维护的控制目的的直流电压水平的平衡电容而产生近正弦三相输出电压使用低频开关谐波消去法。本文利用一种方法称为seven-level MCMLI基频谐波消去法。 |
HCMLI原则 |
| 经营一个级联多电平逆变器使用一个直流源,使用电容的直流源的第一来源。解释,考虑一个级联多电平逆变器与两个街区,如图1所示。直流源第一块电池或燃料电池的输出电压,而第二块的直流源(H2)是一个电容器的电压要举行。第一个块的输出电压是用1和第二块的输出是用2这样的级联多电平逆变器的输出电压 |
| V (t) = V1(t) + V2 >(t) |
| 适当H1的打开和关闭开关,输出电压,1可以等于0,或者在类似H2的输出电压可以等于,0,或者适当地通过打开和关闭开关。因此,变频器的输出电压可以值+ 0,,和跳跃的水平,如[9]。 |
| 平衡电容的电压,而不是必须使用所有可能的电压水平在一个循环。一个简单seven-level输出电压情况下,可以设计/ 2,如图2所示,当电容器块V2和直流电压源电压V1块级联,如图3所示。 |
| 的傅里叶级数展开seven-level等于一步输出电压波形图2所示 |
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| 其中n是谐波数量的多电平逆变器的输出电压。在理想的情况下,所需的基本组件? ? 1。对于三相逆变器应用程序,在每个阶段triplen谐波不需要取消,因为他们在相间电压自动取消。目标是实现基本和消除第五和第七次谐波。使用Eqn。(1),这可以制定如下方程的解: |
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| 转换角度解决方案: |
| 消除第三,第五和第七次谐波和实现所需的基本组件V1是通过计算射击angles1, 2、3 Eqn的解决方案。(2)这些角度0 / - 2之间的界线。Eqn超越方程。(2)转化为多项式方程然后解决这些多项式给出了开关角的解决方案,被称为合成理论。由于输出电压遵循对称四分之一,其他射击角度可以计算角/ 2和同样在进步。 |
基于基于变频调速 |
| 有两种PWM方法主要用于多电平逆变器的控制策略。一个是基本切换频率,另一个是高开关频率。MCMLI解释受到基本开关频率控制策略。在高开关频率控制变频调速是最可用的方法用于多电平逆变器,因为它非常简单,容易实现。 |
| 这项工作是利用简单的多载波正弦脉宽调制。n层逆变器,n - 1航空公司使用相同的频率fc和相同的振幅Ac处理,这样他们占领的乐队是连续的。参考波形的最大振幅,频率fm,其零集中在中间载体。参考不断与每一个载波信号。如果参考大于一个载波信号,那么相对应的矩形脉冲断开载体是开启,如果参考小于载波信号,那么相对应的矩形脉冲断开载体是关闭的。 |
| 在多级逆变器,振幅调制指数(ma)的比例参考振幅(Am)载波振幅(Ac)。 |
| 马= Am / (m - 1)交流 |
| 的频率比(mf)比载波频率(fc)引用频率(fm)。 |
| mf = fc / fm |
| 基于基于SPWM多层互连: |
| 在阶段处理方法所有运营商都有相同的频率和振幅。此外所有的n - 1航空公司都在彼此阶段。它是基于比较的正弦参考波形垂直转移载波波形如图4所示。这种方法使用n - 1载体信号生成n级逆变器输出电压。所有的载波信号有相同的振幅,频率,相位相同。在这种方法中三个三角载波比一个正弦参考波。七个级别级联H桥多逆变器是在MATLAB / SIMULINK环境中模拟。承运人性格分析的各种方法,7级逆变器的输出波形。SPWM生成电路包含三个载波和一个参考正弦波,然后比较信号对应GTO的多电平逆变器。 |
| SPWM方法是双层的SPWM的扩展,一个参考信号是用来比较的运营商。3 H-bridges被用于7级输出电压。这个结果已经获得的多单元转换器在sevenlevel配置中,它使用三个串联细胞在每一个阶段。3-triangle方法,其中7-level逆变器总会责任周期相比,(3)三角波形。 |
| b . Hybrid-Cascaded多层互连连接到我: |
| 模拟HCMLI和点火角的结果合成理论用于获取7-Level输出电压,图7是SIMULIK模型。 |
| 相同的感应电动机的连接特点分析和图9显示速度、转矩和电流的特点。 |
| 为调制频率2500赫兹结果得到,相比HCMLI配置基于SPWM多层互连官低但工作在更高的频率产生的热应力在设备。官随着开关频率调制波的增加减少,但热应力增加。HCMLI相对操作在低在50 hz是导致近正弦和拉力的23%。 |
| 同样的IM和负载特性没有滤波器电路工作在逆变器的输出级电路HCMLI 12%的电流纹波电流起动电流,但低于基于变频调速。速度正是在这两种逆变器是相似的。转矩和电流脉动可以减少使用滤波器电路。自HCMLI在低开关频率结果输出效率高和低工作温度应力在开关设备。 |
结论 |
| 本文利用一种方法称为混合级联h桥多电平逆变器(HCMLI)使用一个直流电源,实现电容器。HCMLI使用一个电源每个阶段而产生期望的7-level执行多级电压波形。一个基本频率切换控制算法。本文展示建模与仿真之间的区别和比较基于基于SPWM多电平逆变器和美联储低开关频率混合级联多电平逆变器的感应电动机和分析感应电动机电流、转矩和速度特征。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
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引用 |
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