关键字 |
| 模块化的转换器,连续和不连续的脉冲宽度调制(PWM)技术。 |
介绍 |
大功率高压电力电子设备的发展为各种中长期高压应用程序继续受益于high-powerFully-controlled半导体的发展[1]。申请这些设备包括电机驱动、牵引系统[1],高压直流(HVDC)输电[2],灵活交流输电系统(事实),如静态补偿器(STATCOMs)只提到一些[3]。功率和电压的水平对于许多应用程序,需要增加多级电压源的快速发展转换器(vsc)在过去三十年了,例如,在许多成功的商业上可行的HVDC系统[2]。在多级转换器,楼梯近似正弦波形的大量使用直流源,有效降低总谐波失真(THD)的输出电压(1 - 2)。MMC(11 - 14)有趣的多级转换器提供各种优势,如积木式结构,多层次波形与大量的步骤和故障管理[12]。可以配置一个MMC使用半或全桥。电路和与它们相关的电容器。使用大量的全桥子级联创建phase-legs导致AC / ACConverter [13]。同样的网格状的子、DC-choppers phase-legs是DC / AC变换器级联。后者变换器拓扑结构也可以操作了配置直流输电和运动控制,不需要大型直流侧电容器。这减少了成本的转换器andincreases其可靠性。 However, limited information is available in the open technical literature about the performance of many well-knownPWM techniques [8] tocontrol the converter operation. Moreover, it is important to report the effects of the control method to a number of variables such as: the synthesis of the voltage waveform, the charging and discharging of the floating capacitors, the total harmonic distortion and associated switching losses |
| 本文的目的是为操作的理解和性能的MMC拓扑下连续和不连续PWM技术。PWM实行固定脉冲序列振幅和频率宽度是不同比例的输入电压PWM技术的电力半导体开关开启和关闭几次在半周期和输出电压控制通过改变脉冲宽度。 |
文献调查 |
| 做这个项目背后的想法是来自不同的研究论文在各种会议和IEEE事务。我经历了许多研究论文获得本研究的基本知识。我已经从所有这些不同的创意来源和应用的研究论文。 |
| 多电平逆变器电力行业引起了极大的兴趣。模块化结构的多电平逆变器在高压和高功率应用非常有吸引力。mayeasier产生高电压、大功率逆变器的多级结构因为设备电压应力的方式控制组成[1]。通过使用多级结构,每个开关装置上的压力可以减少水平的多电平逆变器的数量成正比。因此,逆变器可以处理高电压不使用一个昂贵和笨重的升压变压器在各种应用程序。逆变器输出电压水平的数量增加,输出电压波形的谐波含量降低明显足以避免笨重的需要过滤器(7、9、10)。多电平逆变器吸引了巨大的电力行业的兴趣。这个逆变器是高压和大功率应用非常有吸引力。这个逆变器有几个优点[16]。也许更容易产生摘要利用高压和大功率逆变器的多级结构因为器件电压应力的结构控制。 Increasing the number of voltage levels in the inverter without requiring higher ratings on individual devices can increase the power rating [11-13]. |
| 每个开关装置上的压力可以减少水平的多电平逆变器的数量成正比,因此,逆变器可以处理高电压不使用一个昂贵和笨重的升压变压器在各种应用程序。随着电压等级的数量增加,输出电压波形的谐波含量大大减少足以避免笨重的过滤器的需要[2,6]。多电平逆变器的拓扑结构必须切换设备尽可能少,能够承受非常高的输入电压大功率应用程序为每个开关装置和开关频率较低[16]。 |
模块化多电平转换器 |
| 图1显示了三相MMC n sub-module在每个手臂。在每个阶段有两臂,positive-arm和消极的手臂。没有。的输出阶段的水平——腿不仅取决于。子的拓扑的手臂还在路上转换器腿不仅取决于。子模块的拓扑的手臂还在路上调制转换器的腿。输出相电压n + 1的水平如果拓扑组成的“n”子模块/手臂每阶段的腿(2 n)。没有。连续的子模块连接在整个阶段腿保持不变,等于n,这意味着n-upper + n-lower = n (n-upper和n-lower子模块分别连接在上、下臂)。当采用载波相移SPWM, 2 n子模块在每个阶段的腿2 n三角波形相同频率但3600/2n的相位差,从而输出相电压有2 n + 1的水平。 Fig. 2 is a single SM structure. The SM output voltage VSM has two values; VSM = VC, when the upper switch is on and the lower one is off; or VSM = 0 when the lower switch is on and the upper switch is off. This means each SM has only two states in normal operations: switched on or switched off. Output voltage and the states of charge on DC–side capacitor are listed in table 1. |
| 每个拓扑的武器可以被视为一个电压源,和手臂的电压是由eq。[16]。 |
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多载波CONTINEOUS和DISCONTINEOUS PWM技术 |
| PWM实行固定脉冲序列振幅和频率宽度是不同比例的输入电压PWM技术的电力半导体开关开启和关闭几次在半周期和输出电压控制通过改变脉冲宽度N =数量的航空公司(N - 1),调制指数= Am / N 'Ac N = (N - 1) / 2,其中N =数量的水平参考波5 o赫兹的频率和载波频率是2千赫。我们做了比较的参考波和载波的结果是纯粹的PWM开关开关为3级。航空公司需要两个和5级。航空公司需要4上两个,降低两个。通过使用这种技术我们给开关脉冲开关。多载波PWM技术是基于单个调制或参考信号,这在大多数情况下是正弦。这个参考波形进行比较,通过三角波形的采样,因此PWM技术被认为是在这里被称为多载波PWM技术。它们可以分类如下: |
| a阶段性格(PD) [7] |
| phase-disposition方法三角航空公司都在阶段提出了重要的相间电压谐波显然在载波频率的理论建议。 |
| b阶段反对派性格(POD) [7] |
| 在舱中,积极的和消极的运营商在阶段,但它们之间,有一个180度的相移如图4所示(b)。同样重要的谐波,PD,显然在载波频率。 |
| c .替代阶段反对派性格(无足的)[7] |
| 在无足的载波信号交替取代它们之间180度视图(c)所示。类似于前面的两个承运人处置方法,航母频率显然是最重要的谐波。PD、豆荚和无足的控制方法有房子周围产生的信号比载波频率显著降低开关频率。线性或连续调制函数cosinusoidalmodulating函数(CMF),谐波调制函数(羟甲基糠醛)和梯形调制函数(TMF)和非线性或不连续调制函数是非线性调制函数NLMF-1, NLMF-2 NLMF-3。[15] |
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| 上述结果显示的百分比(THD MMC诗不同的调制波形指数不同的连续和不连续和交替阶段相反性格载波波形,所有运营商或者反对,每个航空公司从其相邻载波相移到1800年。 |
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| 上述结果显示的百分比(THD的MMC诗不同的调制指数不同的连续和今年波形和相位处理载波波形,所有航空公司都在阶段。 |
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| 上述结果显示的百分比(THD MMC诗不同的不同的连续和不连续调制指数波形和相位相反的性格载波波形,所有运营商高于零价值参考在他们中间阶段,但与下面的反对。 |
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| 上面的结果显示了MMC的基本价值的参考波诗不同的调制波形指数不同的连续和不连续和交替阶段相反的性格载波波形 |
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| 上述结果显示了MMC的基本价值的参考波诗不同的调制指数不同的连续和今年波形和相位处理载波波形。 |
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| 上述结果表明基本价值的参考波MMC诗不同的调制指数不同的连续和今年波形和相位相反的性格载波波形。 |
| 不同的官图诗不同的调制指数如图。图4 (a)显示的特点,无足的THD诗句调制指数。。图4 (b)显示了PD的特点(THD诗句调制指数。。图4 (c)显示了POD的特点(THD诗句调制指数。。图4 (d)显示的特点,无足的基本的诗句调制指数。。图4 (e)显示了PD的特征基本诗句调制指数。。图4 (f)显示了POD的特点而言,基本的诗句调制指数。在CMF由“表示,羟甲基糠醛由“表示,在TMF由NLMF-1, NLMF-2, NLMF-3,代表了“‘+’,‘*’。 |
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结论 |
| 模块化的多级转换器和不同的基于连续和不连续PWM技术。本文讨论了。THD和谐波谱,从与MATLAB软件模拟报告。比较典型的多载波连续和不连续PWM技术。图4所示的仿真结果(a) IV (d)和表2表明,基于不连续PWM方法让更多的谐波失真输出电压,因为它没有削减经常载波信号,而连续调制方法使输出电压的畸变,因为参考波形连续载波波形和削减更多的点。给出了输出电压的畸变没有过滤。不连续调制虽然给高失真,它给低切换损失。仿真结果承认上述意见。 |
引用 |
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