关键字 |
| MSPWM,多电平逆变器,耦合电感器 |
介绍 |
| 多级逆变器(信息学硕士学历)发现在行业选择增加关注电子功率转换中压大功率应用,因为提高逆变器的输出波形减少各自的谐波含量,因此,使用过滤器的大小和所产生的电磁干扰水平切换操作。传统的两级逆变器的输出的方波交流电源通常包含不良的谐波。当这个输出喂一个电机等电气设备造成加热进而导致损失增加,最终导致效率下降。这是由于高谐波内容。这些谐波增加总谐波失真值减少输出的质量负责。谐波必须被移除,以达到适当的正弦波。谐波在逆变器的输出端可以使用多层次消除逆变器结构 |
| 信息学硕士学历,可以通过MSPWM操作技术,如交替阶段反对派和性格(无足的),反对派和性格(POD)阶段,阶段性格(PD)。结合基本开关频率调制(FPWM)和高开关频率调制MSPWM每个逆变器单元操作。大部分的调制方法开发多层互连是基于多个运营商安排与脉冲宽度调制(PWM)。运营商可以安排与垂直变化(PD,豆荚,无足的)或水平位移(相转移载体(PSCPWM)。 |
| 单相多电平逆变器,最常见的拓扑是级联,diode-clamped,电容器夹类型。在一般情况下,多电平逆变器拓扑结构可以分为两种类型:I型和II型。我使用多个直流电压源型和II型使用多个(分裂或夹紧)直流电压的电容器。I型包括传统的级联拓扑,提出了等等。II型包括传统diodeclamped电容器箝逆变器,提出的拓扑。单相多电平逆变器而言,两种类型的缺点是显而易见的。类型我患有多个直流电压源的可用性。在实践中,笨重的变压器低或中频通常是必要的,如果我采用逆变器类型。这是一个巨大的挑战,当涉及到体积,重量,和成本最小化。II型的问题主要是直流电容电压的平衡,尽管一些拓扑可以用一定的控制算法实现自动平衡。 |
文献调查 |
| Zixin李,平王、李耀华和Fanqiang高[1]对多级逆变器进行分析发现增加关注行业选择电子功率转换低到中等功率应用,也为高电流cases.J.Rodriguez, S.Bernet, B.Wu J.O.Pontt和S.Kouro(2007)[1]执行分析多级逆变器(信息学硕士学历)发现在行业选择增加关注电子功率转换中压大功率应用,因为提高逆变器的输出波形减少各自的谐波含量,因此,使用过滤器的大小和所产生的电磁干扰(EMI)的水平切换operation.M。马林诺夫斯基,k . Gopakumar j . Rodr´一±guez, andM。a·佩雷斯(2010)[3]提出了书目的审查级联多单元的逆变器,它的工作原理、电路拓扑、控制技术和工业应用。如今,存在三个商业多级电压源逆变器的拓扑结构:中性点夹(人大),级联h桥(慢性乙肝)和飞行电容器(FCs)。在这些逆变器拓扑中,级联多电平逆变器到达更高的输出电压和功率水平(13.8 kV, 30 MVA)和更高的可靠性由于其模块化的拓扑。在错误的情况下其中一个模块,它可以取代它快速绕过故障模块没有停止加载,将一个几乎连续的。 |
| 摘要提出了一种单相五级逆变器使用耦合电感和图1中所示的常见的三臂电源模块[1]。提出的逆变器,只需要一个直流电压源和直流电压的电容器也避免,这消除了直流电容电压平衡问题与传统拓扑。与此同时,六个相同的开关电压应力和只采用一组耦合电感器。也不需要电感。此外,提出的逆变器仿真结果为所有MSPWM这个逆变器方案。这些调制方法,没有直流分量存在于电感电流在所有负载条件下,这将有利于充分利用电感的磁芯和最小化。理论分析、数值模拟和实验结果给出了证明的有效性提出了逆变器的调制方法进行了优化。 |
耦合电感的作用 |
| 事实上,采用耦合电感可以输出五个级别电压只有一个直流电压源。所以耦合电感的作用进行分析。假设两个耦合电感匝数相同的或获得的中心抽头电感器。两个电感的漏电感Lσ1 Lσ2,分别。假设Lσ1 = Lσ2 = Lσ,耦合电感的电压方程可以表示如下: |
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| 与此同时,根据基尔霍夫电流定律,一个可以获得 |
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| 从(1)到(3),可以得到以下方程 |
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| 通常,漏电感的设计可以非常小,在大多数情况下它的影响可以忽略。因此,(4)可以写成 |
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| 这一结果表明,耦合电感作为一个加法器将执行两个输入电压的noncommon——连接终端common-connected终端作为输出。实际上,没有耦合电感器的帮助,提出逆变器将无法五级电压输出。 |
的操作模式 |
| 在这种情况下,电压u12应该轮流+ 2 E + E。据表我的开关状态(S3, S5)在每个开关周期输出必须改变从(0,0)到(0,1)或(0,0)(1,0)定义为模式1。 |
| 模式2:E水平 |
| 在这种场合,u12的电压应轮流+ E和0。基于表我的开关状态(S3, S5)在每个开关周期输出必须改变从(1)到(0,1)或(1,1)(1,0)定义为模式2。 |
| 模式3:- e水平 |
| 在这种场合,u12的电压应交替- e和0之间。基于表我的开关状态(S3, S5)在每个开关周期输出必须改变从(1)到(0,1)或(1,1)(1,0)定义为模式2当S1 = 0。 |
| 级别2 e: |
| 在这种场合,u12的电压应交替- e和0之间。基于表我的开关状态(S3, S5)在每个开关周期输出必须改变从(1)到(0,1)或(1,1)(1,0)定义为模式2当S1 = 0。 |
| 从图1,提出了逆变器的输出电压可以表示为 |
| 在下面的讨论中,电源开关一只胳膊被认为整合互补开关。例如,S2必须关闭如果S1,反之亦然。因此,下面的讨论将只专注于开关S1、S3, S5。为便于分析,1号将被用来表示一个开关和0的国家将被用来表示断开状态。事实上,你1 n,你2 n所有可以生成两层电压(E + E和−)。根据(6),电压水平的u12可以概括在表i .显然,该逆变器可以生成五个输出终端电压水平。从表我,应该指出,S1的开关状态必须是1如果u12≥0和S1的开关状态必须0如果u12≤0。这意味着S1和S2切换的基本参考信号的频率。所以,S1和S2的切换损失提出逆变器将会非常低。 |
逆变器控制技术的五个级别 |
| 从上面的分析,S1的开关状态决定的迹象u12ref u12(参考):S1是1如果u12ref≥0和S1 0如果u12ref≤0,这是非常容易实现。然而,S3的开关状态和S5不能选择没有仔细研究。 |
| 尽管该逆变器能输出五级电压、调制方法必须详细分析了安全操作。本节将着重于多电平逆变器的脉宽调制(PWM)方法。这项工作用正弦波和三角波的交集为5级逆变器产生触发脉冲。大多数舰载多级逆变器PWM方案来源于承运人处置策略提出的Carraraet。[]。N水平的逆变器,这种策略安排三角航空公司使用相同的频率和振幅完全占领相邻波段范围。一个正弦参考每个载波进行比较来确定切换转换器的输出电压。三个可选载体一般性格PWM策略引用, |
| 性格(PD) PWM策略阶段。 |
| b。反对派阶段性格(POD) PWM策略。 |
| c。反对派交替阶段处理(无足的)PWM策略。 |
| 下面的公式适用于谐波PWM策略即PD, POD和无足的。 |
| 频率调制指数 |
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| 在那里, |
| mf =频率调制指数 |
| fc =载波的频率(赫兹) |
| 调频=参考频率(赫兹) |
| 振幅调制指数 |
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| 在那里, |
| 马=振幅调制指数 |
| 我=参考信号的振幅(V) |
| Ac =载波信号的振幅(V) |
| m =数量的水平 |
| 数据显示,波形基于三个水平转移多级调节方案。 |
| (一)阶段性格(PD),所有航空公司都在阶段;(b)替代阶段反对派性格(无足的),所有运营商或者相反的性格;和(c)阶段相反的性格(POD),所有运营商高于零参考在阶段但反对那些低于零参考。 |
| 在这工作的单相5级逆变器的仿真结果与耦合线圈通过MATLAB / SIMULINK各种调制策略。输出量和相电压一样,THD频谱相电压。可以看出PODPWM方法提供了输出相对较低的失真。 |
仿真结果 |
| 五个样品系统级逆变器参数总结在表二世。 |
| 多层次的逆变器n水平我们必须使用n - 1载波信号和一个参考信号。因为它是一个5级逆变器,使用四个载波波形。 |
| 从上面的仿真得到以下结果。 |
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结论 |
| 从上面的仿真很明显,无足的方法少飞相比其他两种方法。然后无足的方法这五个级别逆变器是最好的方法。因此,闭环使用无足的方法已经完成。 |
表乍一看 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2一个 |
图2 b |
图2 c |
图2 d |
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| 图2 e |
图2 f |
图3 |
图3 c |
图4一 |
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| 图4 b |
图4 c |
图4 e |
图4 f |
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引用 |
- Zixin李,平王,耀华李,FanqiangGao,“一种新型单相5级逆变器耦合电感器”,IEEE反式。onPower电子、卷。27日,没有。6页。2716-2724, June 2012
- j·罗德里格斯,js。赖,f . z彭”,多电平逆变器拓扑结构的调查,控制,和应用程序,”IEEE反式。州电子卷。49岁的没有。4,第738 - 724页,2002年8月。
- G.-J。苏,“多级直流环节逆变器”,IEEE反式。印第安纳州,达成。,vol. 41,no. 3, pp. 848–854, May 2005.
- d . Floricau大肠Floricau g .奶油蛋糕,“新的多级转换器与耦合电感:属性和控制、“IEEE反式。州电子卷。58岁的没有。12日,第5351 - 5344页,2011年7月。
- 布兰登·彼得·麦格拉思还有唐纳德·福尔摩斯,IEEE trans.Ind“多级逆变器多载波PWM策略”。电子,49卷,第四,pp。858 - 867年,2002年8月。
- j .鲑鱼、a .骑士和j . Ewanchuk“单相多层次PWM逆变器拓扑使用耦合电感,“在Proc, IEEE PowerElectron.Spec。相依(PESC), 2008年,页802 - 808。
- 内德汉,T.M.Undeland和威廉·p·罗宾斯,”电力电子:转换器、应用程序和设计”第二版,1995年。
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