有源钳位三电平变频器改进SVPWM策略

发布时间：2018-08-18 19:29

【摘要】：中点钳位(NPC)三电平变频器存在功率器件损耗不平衡问题,部分器件发热严重,限制了变频器容量和开关频率的提升,有源中点钳位(ANPC)三电平变频器通过不同的零电压输出状态可以平衡功率器件的损耗。通过选取不同的冗余零状态,提出一种适用于ANPC三电平变频器、可以平衡功率器件损耗的改进空间矢量调制(SVPWM)算法。对所提SVPWM算法和传统正弦矢量脉宽调制(SPWM)算法进行仿真对比,分析功率器件损耗分布情况,结果表明所提方法可以平衡功率器件的损耗,提高变频器的容量和开关频率。另外,和SPWM算法相比,采用SVPWM算法输出电压可以提高15%,电流谐波畸变率会有所降低,最后通过实验验证了所提算法的正确性。
[Abstract]:The neutral-point clamped (NPC) three-level inverter has the problem of unbalanced loss of power devices, and some of the devices have serious heat, which limits the capacity and switching frequency of the converter. Active neutral-clamped (ANPC) three-level inverter can balance the loss of power devices through different zero voltage output states. By selecting different redundant zero states, an improved space vector modulation (SVPWM) algorithm is proposed, which is suitable for ANPC three-level inverter and can balance the loss of power devices. By comparing the proposed SVPWM algorithm with the traditional sinusoidal vector pulse width modulation (SPWM) algorithm, the loss distribution of power devices is analyzed. The results show that the proposed method can balance the loss of power devices and improve the capacity and switching frequency of the converter. In addition, compared with the SPWM algorithm, the output voltage of the SVPWM algorithm can be increased by 15%, and the harmonic distortion rate of the current can be reduced. Finally, the correctness of the proposed algorithm is verified by experiments.
【作者单位】： 中国矿业大学信息与电气工程学院;
【基金】：江苏省青蓝工程(04150020) 江苏省普通高校研究生科研创新计划(SJLX_0631)资助项目
【分类号】：TM921.51

【参考文献】

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1 范波;赵伟刚;刘刚;谢冬冬;;基于优化虚拟矢量的三电平逆变器中点电位平衡闭环控制[J];电工技术学报;2015年04期

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4 陈娟;何英杰;王新宇;刘进军;;三电平空间矢量与载波调制策略统一理论的研究[J];中国电机工程学报;2013年09期

5 景巍;谭国俊;叶宗彬;;大功率三电平变频器损耗计算及散热分析[J];电工技术学报;2011年02期

6 姜卫东;王群京;陈权;史晓锋;王红涛;;考虑中点电压不平衡的中点箝位型三电平逆变器空间矢量调制方法[J];中国电机工程学报;2008年30期

7 王群京;陈权;姜卫东;胡存刚;;中点钳位型三电平逆变器通态损耗分析[J];电工技术学报;2007年03期

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2 王超;何英杰;宋志顺;彭程;;有源中点钳位多电平逆变器空间矢量调制与三角载波调制统一理论[J];电工技术学报;2017年14期

3 周仕平;陈权;王群京;何玉清;宋敏;;基于Labview与AVR32的逆变器结温采集系统研究[J];电测与仪表;2017年13期

4 马瑜涵;陈佳佳;胡斯登;杨仕友;;IGBT电力电子系统小时间尺度动态性能分析与计算的电磁场-电路耦合模型[J];电工技术学报;2017年13期

5 李兰芳;王映品;徐晓刚;谢运祥;曾志武;张晓宇;;三电平3D-SVPWM与CBPWM的一致性研究[J];微电机;2017年06期

6 王梦岩;陈权;周朋飞;胡存刚;;PWM T型三电平逆变器损耗与可靠性研究[J];电力电子技术;2017年05期

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9 杨斌;韩飞;;变频器损耗计算及散热分析[J];科技风;2017年03期

10 傅林;;煤矿井下用四象限变频器主器件的设计选型[J];煤矿机电;2017年01期

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3 徐阳;开关磁阻电机不对称桥功率变换器热分析[D];中国矿业大学;2015年

4 袁庆庆;双三电平PWM变频器低开关频率关键技术研究[D];中国矿业大学;2014年

5 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年

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2 张志;谢运祥;乐江源;陈林;;消除中点电位低频振荡的三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法[J];电工技术学报;2011年03期

3 杨荣峰;王高林;于泳;徐殿国;;减小共模电压的通用多电平SVPWM算法及FPGA实现[J];电机与控制学报;2010年10期

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5 马小亮;魏学森;;西门子的优化三电平PWM信号生成方法[J];变频器世界;2010年01期

6 朱英文;陆晓东;;大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算[J];电力电子;2009年06期

7 姜卫东;杜少武;史晓锋;鲍晓华;;中点箝位型三电平逆变器空间矢量与虚拟空间矢量的混合调制方法[J];中国电机工程学报;2009年18期

8 胡存刚;王群京;李国丽;冯纪归;姜卫东;;基于虚拟空间矢量的三电平NPC逆变器中点电压平衡控制方法[J];电工技术学报;2009年05期

9 胡建辉;李锦庚;邹继斌;谭久彬;;变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计[J];电工技术学报;2009年03期

10 姜卫东;王群京;史晓锋;陈权;;中点箝位型三电平逆变器在空间矢量调制时中点电位的低频振荡[J];中国电机工程学报;2009年03期

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5 王小峰;三相多电平变流器电压平衡、箝位策略与调制技术研究[D];浙江大学;2007年

6 张帆;大功率集成化电力电子模块关键技术研究[D];浙江大学;2006年

7 李海山;基于IGCT的中压大容量三电平NPC逆变器PWM技术和缓冲电路的研究[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2005年

8 袁立强;基于IGCT的多电平变换器若干关键问题研究[D];清华大学;2004年

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3 马飞;;变频器的主要功能及选择[J];机电信息;2008年11期

4 黄步红;高菊玲;;变频器的选用与安装注意事项[J];广西轻工业;2008年10期

5 刘继党;张_g陟;刘波;;变频器在工业中的选择与应用[J];科技信息;2009年23期

6 于德营;;高压变频器在发电厂中的应用[J];科技资讯;2010年03期

7 吕世俊;;工业项目中变频器的作用、选择及应用[J];黑龙江纺织;2011年04期

8 孙保华;;浅谈变频器的安装与维护[J];科技信息;2012年10期

9 黄蕙;;变频器常见故障分析[J];河南科技;2012年02期

10 王进峰;;变频器应用中的干扰及其抑制[J];水泥工程;2012年01期

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2 董少云;;如何抑制变频器在应用过程中的干扰[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（下册）[C];2009年

3 丁红剑;苏梅;;变频器调试要点[A];山东省煤炭学会2006年年会论文集[C];2006年

4 白志飞;;变频器在化纤生产线中的应用分析[A];第八届全国电技术节能学术会议论文集[C];2006年

5 高伟;武涛;郭淑萍;;变频器应用中的干扰及抑制[A];2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集（下册）[C];2007年

6 李国厚;;变频器应用中的干扰及其抑制[A];中国工程建设标准化协会建筑给水排水专业委员会、中国土木工程学会水工业分会建筑给水排水委员会20周年庆典论文集[C];2007年

7 温海山;李文;;变频器应用中的干扰及其抑制方法分析[A];河北省冶金学会2008年炼钢连铸技术与学术交流会论文集[C];2008年

8 王占奎;;新世纪话变频[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

9 毛杰;李锐;;变频器在转炉倾动系统中的应用及调试方法[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年

10 史通都;宋涛;杨劲松;;第九水厂应用ROBICON变频器情况介绍[A];中国电工技术学会水工业电工专委会第一届第二次年会暨技术交流会论文集[C];2001年

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5 王艳美;变频器和PLC在传送带多种速度控制中的应用[D];苏州大学;2010年

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7 刘宁;单元串联型多电平高压变频器的研究与设计[D];合肥工业大学;2006年

8 文尚华;起重机械矢量变频器应用及低频性能改善[D];电子科技大学;2008年

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本文编号：2190454