关键字 |
| 多电平逆变器、总谐波失真、基频调制技术、正弦脉宽调制技术。 |
介绍 |
| 多层次逆变器(多层互连)在电力电子领域中起着重要的作用,它广泛应用于工业和可再生能源的应用。不仅是实现高功率评级,但也使得可再生能源的使用。可再生能源,如太阳能光伏、风能、燃料电池可以很容易地对大功率多级转换器系统的应用程序。多级转换器的概念引入了自1975年以来。多级一词始于三电平变换器。随后,开发了多级转换器拓扑结构,分为a)二极管夹多电平逆变器b)飞行电容器多电平逆变器c)级联h桥逆变器多水平。在这些拓扑中,级联多层互连是首选,因为它需要最小数量的组件来实现更高的层数。本文与减少7个级别的级联h桥逆变器的直流源逆变器克服了传统的缺点多水平。该逆变器降低了直流源和电力电子开关。此外,本文提出了一种新的混合调制技术使用单引号和双载波信号以获得一个官了。 The performance of the inverter is studied in terms of spectral quality of the output and it is analyzed for various modulation indices and the results are discussed. MATLAB/SIMULNK software is employed to carry out the simulation of the proposed inverter structure. |
文献综述 |
| Jinn-Chang吴邦国委员长和Chia-Wei周(2014)提出一项seven-level逆变器只有六只电力电子开关和一个电力电子开关切换在高频率适用于太阳能发电系统。提出逆变器结构产生的正弦输出电流与实用相电压送入工具。N.A.Rahim, K。Chaniago, J.Selvaraj(2011)提出了单相7水平网格连接光伏系统逆变器与一种新型PWM控制方案。这种技术采用三个参考信号和单三角载波信号生成PWM开关信号。J。Pereda和J.Dixon(2011)提出了不对称的慢性乙肝(ACHB)逆变器使用一个直流供应不同的电压,提高电能质量(层数)。ACHB提高了效率。它运行在基本频率,降低切换损失。此外,THD高度降低,因此输出过滤器可以被消除。 |
提出了7级逆变器 |
| 图1显示了一个7级逆变器与直流-直流功率转换器。该系统由新的7级逆变器和直流/直流电源转换器。直流/直流电源转换器由直流/直流提升转换器和现任美联储转换器。直流/直流电源转换器是用来将直流电压转换为两个独立的电压源。新seven-level逆变器组成的电容器选择电路和全桥变换器。电容器选择电路和全桥变换器直流电压转换为两个独立的三个水平,全桥变换器将三级直流电压转换为7级交流电压。 |
| 直流-直流功率转换器由提高转换器和现任美联储转换器的匝比2:1。图2显示了直流-直流功率转换器的操作。SD1开关打开时,提高转炉指控的电容C2 7级逆变器。SD1当开关打开,将关闭和sd - 2当前美联储向前转换器指控的C1 7级逆变器。C2的电压 |
 eq。(1) |
| 对电源电压和D是义务SD1的比例。通过C1的电压 |
 (2)式。 |
| 图3显示了操作电路新的7级逆变器(0,Vdc / 3, 2 Vdc / 3, Vdc, 2 Vdc / 3, Vdc / 3, Vdc)。C1和C2的电压是恒定的,等于3. Vdc / 3和2 Vdc / ie。输入电压是70,电容C1的电压是70 v和电容C2的电压是140 v。所有开关都在基本频率。电路操作解释如下。7级逆变器的电路操作分为8模式。正半周有4个模式和负半周有4个模式。 |
| 模式1:在这种模式下,开关S1和S4进行,SS2开关魔法石,第1章和关闭,通过二极管D1电容C1排放。因此,逆变器的输出电压是直流/ 3。 |
| 模式2:在这种模式下,SS2开关,S1和S4进行,开关魔法石,第1章是关闭的。通过二极管D2电容C2排放。所以逆变器的输出电压是2 vdc / 3。 |
| 模式3:在这种模式下,开关,SS2, S1和S4进行电容C1和C2放电通过二极管D1和D2所以逆变器的输出电压是直流。 |
| 模式4:在这种模式下,开关S2和S4进行,其他开关关闭,所以逆变器的输出电压是零。 |
| 模式5:在这种模式下,开关S2和S3进行,SS2开关魔法石,第1章和关闭。电容C1放电二极管D1,所以逆变器的输出电压是直流/ 3。 |
| SS2模式6:在这种模式下,开关,S2和S3进行,开关魔法石,第1章是关闭的。通过二极管D2电容C2排放。所以逆变器的输出电压是2 vdc / 3。 |
| 第七模式:在这种模式下,开关,SS2, S2和S3进行电容C1和C2放电通过二极管D1和D2。所以逆变器的输出电压是直流。 |
| 模式8:在这种模式下,开关S2和S4进行,其他开关关闭,所以逆变器的输出电压为零。 |
脉宽调制技术 |
| 在多层互连,seven-level输出电压是通过不同的传导组合六开关的状态。这些开关的控制脉冲是由使用混合调制的组合基本频率调制(FPWM)和正弦脉宽调制。正弦脉宽调制,两种方法被录用,即: |
| •单载波调制多层互连 |
| •双载波调制的多层互连 |
 eq。(3) |
| 频率调制比(mf)可以表示为, |
 eq。(4) |
| 在那里,fs是基频PWM频率和f1。曼氏金融应该是一个奇数,否则甚至可能存在直流分量和谐波将出席了输出电压。曼氏金融应该为三相逆变器是三的倍数。图4所示。显示了单载波调制的载波和参考波形技术。图5所示。显示承运人和参考波形双载波调制技术。 |
| 基于THD值,通过比较不同的PWM技术双载波PWM技术减少了(THD和生产质量更好的输出。 |
仿真结果 |
| 单相seven-level逆变器拓扑的提出了单载波和双载波PWM调制策略即在MATLAB模拟,如下所示。仿真进行了70 v的输入电压和开关频率是15150赫兹。其它仿真参数如表2所示。 |
| 图7所示的仿真软件模型。输出电压和拉力测量进行比较,找出最合适的策略7级逆变器。Figs.7 & 8显示了单载波PWM输出负载电压波形和双载波PWM。 |
| 无花果9和10的FFT频谱seven-level逆变器的输出电压单和双载波PWM技术。Fig.11 12镑马官显示了Vs和Vs切换频率双载波PWM方法。 |
| 7级的THD值与双载波PWM逆变器在24.94%左右时,调制指数等于0.9。逆变器的调制指数下降到0.8,输出电压近似等于26.72%。e当调制指数增加它减少了野值。 |
| (THD值七双载波PWM逆变器水平在24.94%左右时,开关频率等于15150 hz,如Fig12所示。开关频率下降到3150 hz的逆变器输出电压近似等于25.01%。e当开关频率增加它减少了野值。从仿真结果,推断出,双载波PWM技术提供了一个减少THD相比单一载体。因此,双载波PWM方法发现适合拟议的光伏应用多层互连。 |
结论 |
| 本文提出了一种单相7水平与降低逆变器开关的数量。一个和双载波调制方法。发现双载波调制官给减少相对于单载波调制和它给一个更好的输出质量。因此,光伏建议提出的逆变器与减少数量的开关。因此,seven-level逆变器与减少组件以及双载波PWM技术将提高产量和质量提供了一个更好的适合光伏应用程序的效率。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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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6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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| 图11 |
图12 |
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引用 |
- Jinn-Chang吴邦国委员长和Chia-Wei周”,太阳能发电系统Seven-Level逆变器”,IEEE反式。电力电子。,Vol 29,No.7,pp.3454-3462,July 2014.
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- t . Singaravelu M。Balasubramani, J。Gowrishankar,”七个级别的级联h桥逆变器的设计和实现使用低频变压器和直流源”,5 3号Jun-Jul 2013卷,ISSN: 0975 - 4024。
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