双三电平双馈电机控制系统 被引量：17

1

作者 叶宗彬 李浩 +1 位作者 景巍 侯周峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期24-29,共6页

以双馈电机的矢量控制技术为研究对象,采用交流/直流/交流变流器作为主电路。交流/直流采用三相三电平整流器实现网侧的单位功率因数,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。直流/交流采用三电平逆变器,并对双馈电机进行定子磁链定... 以双馈电机的矢量控制技术为研究对象,采用交流/直流/交流变流器作为主电路。交流/直流采用三相三电平整流器实现网侧的单位功率因数,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。直流/交流采用三电平逆变器,并对双馈电机进行定子磁链定向的矢量控制,定子侧功率因数为1,且电机动态性能良好。本文还采用了一种新型的电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并方便地实现了对中点电位平衡的控制。 展开更多

关键词 双三电平 空间矢量脉宽调制 定子磁场定向控制 中点电位平衡 双馈电机

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三电平整流器中性点平衡控制策略的研究 被引量：11

2

作者 叶宗彬 谭国俊 +1 位作者 景巍 吴轩钦 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期18-20,共3页

基于四象限运行的二极管箝位式三电平PWM整流器,采用一种新型的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并深入分析了三电平整流器中性点平衡的原理及控制算法,提出了一种支持整流... 基于四象限运行的二极管箝位式三电平PWM整流器,采用一种新型的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并深入分析了三电平整流器中性点平衡的原理及控制算法,提出了一种支持整流器四象限运行的无需直流侧电流传感器的直流侧功率流向判断方法。最后通过实验验证了控制算法的有效性。 展开更多

关键词 整流器 空间矢量脉宽调制 中性点平衡

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增加工程实践的DSP“口袋实验室”设计 被引量：2

3

作者 叶宗彬 陶梦江 +2 位作者 陈治国 邓先明 于东升 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第7期83-88,共6页

作为培养动手实践能力的重要课程,传统DSP课程教学模式下学生实验课时不足、实践周期较长,导致学习效果下降。为解决这一问题,设计一款以TMS320F28335为核心的DSP “口袋实验室”,并包含仿真器功能模块可有效拓展学生实验场所。“口袋... 作为培养动手实践能力的重要课程,传统DSP课程教学模式下学生实验课时不足、实践周期较长,导致学习效果下降。为解决这一问题,设计一款以TMS320F28335为核心的DSP “口袋实验室”,并包含仿真器功能模块可有效拓展学生实验场所。“口袋实验室”提供的扩展模块实现低压两电平逆变器,实现单电阻采样重构三相电流实验的硬件支撑。通过“口袋实验室”,学生可将课堂学习的理论知识与实践结合,缩短从理论学习到实践的时间间隔,提升教学效果。 展开更多

关键词 DSP“口袋实验室” 模块扩展 单电阻电流采样 电流重构

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一种开中性点的新型级联型变换器 被引量：1

4

作者 叶宗彬 王婷婷 +2 位作者 武涵 邓先明 于东升 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第8期49-57,154,共10页

为了提高多电平变换器的输出性能,该文提出一种开中性点的新型级联型变换器。该变换器由级联H桥和半桥电路串联而成,通过增加一个简单的半桥电路可以实现输出电平几乎翻倍的效果。同时,半桥电路无需电压源,仅用电容供电,且无需任何闭环... 为了提高多电平变换器的输出性能,该文提出一种开中性点的新型级联型变换器。该变换器由级联H桥和半桥电路串联而成,通过增加一个简单的半桥电路可以实现输出电平几乎翻倍的效果。同时,半桥电路无需电压源,仅用电容供电,且无需任何闭环控制即可达到充放电平衡,从而实现电容电压的自平衡。该文首先介绍了新型变换器的拓扑结构及工作原理;其次,为了实现变换器的正常运行,引入简化算法作为其调制策略;最后,在并网条件下进行仿真和实验分析,结果显示该变换器能够在低开关频率下获得高质量输出波形,验证了该变换器的有效性及优越性。 展开更多

关键词 新型变换器 电平翻倍 自平衡 简化空间矢量脉宽调制 低开关频率

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重复控制在三相不平衡负载中的应用 被引量：1

5

作者 叶宗彬 陆超 +2 位作者 代金贵 邓先明 于东升 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第9期126-131,167,共7页

逆变器带有不平衡负载时,输出电压中存在负序分量,在正序旋转坐标系下负序分量表现为二倍频交流分量,PI调节器无法完全抑制该负序分量。为此,提出采用重复控制器。基于重复控制器的基本原理以及结构,从稳定性、抗干扰性能、误差收敛速... 逆变器带有不平衡负载时,输出电压中存在负序分量,在正序旋转坐标系下负序分量表现为二倍频交流分量,PI调节器无法完全抑制该负序分量。为此,提出采用重复控制器。基于重复控制器的基本原理以及结构,从稳定性、抗干扰性能、误差收敛速度、稳态误差4个方面对重复控制器的性能进行分析;给出重复控制器参数详细设计过程,并对所设计的重复控制器进行了稳定性校验。通过在Simulink仿真平台与实验室条件下搭建的小功率实验平台验证了算法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 逆变器 不平衡负载 重复控制

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级联H桥SVG直流侧电压均衡控制策略

6

作者 叶宗彬 葛程科 邓先明 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第2期52-56,102,共6页

传统的级联H桥静止无功补偿器相间电压均衡控制策略分析计算较为复杂,且需要调节PI参数,为此提出了一种无需参数调节的相间电压均衡控制策略。只需排序比较大小,通过查表法即可求出待注入的零序分量,简化了相间电压平衡算法;针对相内电... 传统的级联H桥静止无功补偿器相间电压均衡控制策略分析计算较为复杂,且需要调节PI参数,为此提出了一种无需参数调节的相间电压均衡控制策略。只需排序比较大小,通过查表法即可求出待注入的零序分量,简化了相间电压平衡算法;针对相内电压均衡控制策略,基于伏秒平衡控制原理提出了一种H桥模块作用时间直接修正法,与基于时间计算的载波水平移相调制策略相配合,即使在电压不平衡的暂态过程中也能够完全实现与上层控制的解耦,并且这种方法能够容易地扩展到级联度更高的SVG系统中。最后,通过在Simulink仿真平台与实验室条件下搭建的小功率实验平台验证了算法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 级联H桥静止无功补偿器 三层电压均衡控制 载波水平移相调制策略

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基于线电压坐标系的ANPC-5L逆变器SVPWM算法的研究 被引量：23

7

作者 谭国俊 刘战 +2 位作者 叶宗彬 李浩 李探 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第30期26-33,6,共8页

在6～10kV的高压变频领域，与传统拓扑结构相比，有源中点箝位型五电平（active neutral-point-clampedfive-1evel，ANPC-5L）逆变器具有很高的实用价值。针对传统五电平逆变器空间矢量脉宽调制（spac evector pulse width modulation，... 在6～10kV的高压变频领域，与传统拓扑结构相比，有源中点箝位型五电平（active neutral-point-clampedfive-1evel，ANPC-5L）逆变器具有很高的实用价值。针对传统五电平逆变器空间矢量脉宽调制（spac evector pulse width modulation，SVPWM）控制算法复杂、计算量大等缺点，研究一种基于线电压坐标系的SVPWM控制算法，通过进行坐标变换，减少对基本矢量的确定步骤，简化基本矢量对应作用时间的求解过程，并将其应用到ANPC-5L逆变器中，通过实验波形和电流谐波分析证明控制算法的正确性。结合ANPC-5L逆变器和新控制算法的特点，提出一种高效的中点电压平衡的控制算法，通过对中点电位的检测和判断计算出所需的开关序列及复用矢量的作用时间比值，实现中点电流流入与流出的平衡，进而达到控制中点电压平衡的目的。实验结果证明了该中点控制算法有效性。 展开更多

关键词 ANPC-5L逆变器 线电压坐标系 SVPWM 中点 电压平衡

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大功率三电平变频器损耗计算及散热分析 被引量：53

8

作者 景巍 谭国俊 叶宗彬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期134-140,共7页

准确计算功率器件损耗可优化变频器的散热设计。功率器件的导通和开关特性对温度比较敏感,损耗计算必须考虑结温的影响。本文分析了中点钳位式(NPC)三电平变频器功率器件导通和开关规律,在此基础上建立了一套实用的损耗计算方法。通过... 准确计算功率器件损耗可优化变频器的散热设计。功率器件的导通和开关特性对温度比较敏感,损耗计算必须考虑结温的影响。本文分析了中点钳位式(NPC)三电平变频器功率器件导通和开关规律,在此基础上建立了一套实用的损耗计算方法。通过热阻等效电路计算了功率器件的结温。对一台1MVA NPC三电平变频器在逆变和整流两种典型工况下进行了试验分析,采用红外热成像仪对功率器件的温度进行测量,计算和测量结果误差率在5%以内,验证了损耗计算的准确性。 展开更多

关键词 三电平变频器 IGBT模块 损耗 结温 散热 热阻

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基于空间电压矢量的有源中点箝位型五电平逆变器母线中点电压平衡问题的研究 被引量：19

9

作者 刘战 谭国俊 +1 位作者 李浩 叶宗彬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第24期6499-6507,共9页

有源中点箝位型五电平(active neutral-point-clamped five-level,ANPC-5L)变换器与三电平相比,具有输出电压等级较高、输出功率更大、电流谐波含量较低等特点,在高压大功率领域具有较高的研究价值。以ANPC-5L变换器作为研究对象,采用... 有源中点箝位型五电平(active neutral-point-clamped five-level,ANPC-5L)变换器与三电平相比,具有输出电压等级较高、输出功率更大、电流谐波含量较低等特点,在高压大功率领域具有较高的研究价值。以ANPC-5L变换器作为研究对象,采用空间电压矢量脉宽调制控制算法,通过分析ANPC-5L变换器的单相拓扑结构及其工作原理,针对不同开关状态下的ANPC-5L变换器的母线中点电压的波动模型进行研究分析,得出了平衡母线中点电压偏差的公式及ANPC-5L变换器中点电位的平衡域曲线。以此为基础,提出一种有效平衡中点电压的控制方法,通过选择参考电压矢量所在三角形的开关序列及同时控制复用矢量的作用时间之比,实现了悬浮电容电压与中点电压的解耦和平衡控制,最后通过实验进一步验证了控制算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 有源中点箝位型五电平变换器 空间电压矢量脉宽调制 中点电压平衡 平衡域

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永磁直驱风力发电系统中两电平与三电平变流器比较 被引量：18

10

作者 景巍 谭国俊 叶宗彬 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期92-97,共6页

永磁直驱风力发电系统在低压等级下多采用两电平变流器并联运行,而在中压等级下采用三电平变流器较为合适。从系统输出性能和损耗2个方面对两电平与三电平变流器在永磁直驱风力发电系统中的应用进行了综合比较。建立了变流器功率器件和... 永磁直驱风力发电系统在低压等级下多采用两电平变流器并联运行,而在中压等级下采用三电平变流器较为合适。从系统输出性能和损耗2个方面对两电平与三电平变流器在永磁直驱风力发电系统中的应用进行了综合比较。建立了变流器功率器件和滤波电感的损耗模型,根据两电平和三电平变流器的工作原理,得出了一套实用的损耗计算公式。仿真和实验结果表明,相对于两电平变流器,三电平变流器网侧电流谐波含量较小,损耗明显降低。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 两电平变流器 三电平变流器 谐波 损耗 风力发电

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基于简化三电平SVPWM算法的整流器研究 被引量：14

11

作者 邓先明 王冬冬 +1 位作者 叶宗彬 张敏 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期3-4,9,共3页

在d,q坐标系下建立了基于开关函数的三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型,在此基础上,采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性。采用简化的三电平SVPWM算法实现了脉宽调制,通过改变时间控制因子的大小... 在d,q坐标系下建立了基于开关函数的三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型,在此基础上,采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性。采用简化的三电平SVPWM算法实现了脉宽调制,通过改变时间控制因子的大小解决了三电平整流器所固有的直流侧中点电压平衡问题,简化了中点电压平衡控制策略。通过Matlab7.1下的仿真平台和以DSPF2812为主控制器的实验平台验证了该控制系统的优越性能。 展开更多

关键词 整流器 脉宽调制/建模 双闭环控制 中点电位控制

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三相电压源型逆变器的多目标满意优化脉宽调制策略 被引量：8

12

作者 吴翔 谭国俊 +1 位作者 叶宗彬 李洪刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1674-1685,共12页

提出了一种基于伏秒平衡方程组特解在线规划的新型多目标满意脉宽调制策略(multi-objective satisfactory optimization PWM,MSO-PWM)。首先,针对单个载波周期内线性调制范围扩展、输出电流纹波损耗与开关损耗3个优化目标分别建立了时... 提出了一种基于伏秒平衡方程组特解在线规划的新型多目标满意脉宽调制策略(multi-objective satisfactory optimization PWM,MSO-PWM)。首先,针对单个载波周期内线性调制范围扩展、输出电流纹波损耗与开关损耗3个优化目标分别建立了时域数学规划模型,并求解各自的全局最优解,实现了单个目标的全局最优化。通过对3个目标的全局最优解的分析,揭示了不同优化目标之间矛盾的本质原因,通过引入满意优化的思想,以多目标满意取代单目标最优,并通过目标满意度松弛避免了因目标矛盾而出现的无解问题,最终实现了3个目标的整体满意优化。相对于现有的单目标局部优化PWM,所提出的MSO-PWM能够根据决策者偏好信息通过调整开关损耗系数界限来灵活地调整各控制目标的重要性,在偏重优化某个目标的同时兼顾其他目标,实现多个目标的满意优化,以满足现代逆变器系统越来越多的设计要求,具有很强的通用性和灵活性。实验结果验证了MSO-PWM的正确性与灵活性。 展开更多

关键词 脉宽调制策略 满意优化 开关损耗 三相电压源型逆变器 电流纹波损耗 线性调制

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三电平PWM整流器的研究 被引量：4

13

作者 景巍 谭国俊 +1 位作者 赵张飞 叶宗彬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2010年第10期22-24,43,共4页

在大功率应用中,由于在达到相同性能情况下,两电平较三电平整流器开关频率高一倍,散热困难,对IGBT管的耐压要求较高,因此研究了一种中点箝位型三电平PWM整流器。通过对这种拓扑结构与双三电平变频器系统的研究,提出了基于电网电压虚拟... 在大功率应用中,由于在达到相同性能情况下,两电平较三电平整流器开关频率高一倍,散热困难,对IGBT管的耐压要求较高,因此研究了一种中点箝位型三电平PWM整流器。通过对这种拓扑结构与双三电平变频器系统的研究,提出了基于电网电压虚拟磁链定向的SVPWM控制策略。通过仿真和实验研究结果表明,中点箝位型三电平整流器可以很好地稳定直流母线电压,提高整流器的功率因数,并对电流谐波进行抑制。 展开更多

关键词 整流器 中点箝位 虚拟磁链定向 谐波抑制

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考虑磁场饱和效应的凸极同步电动机建模 被引量：4

14

作者 景巍 谭国俊 叶宗彬 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期94-99,共6页

针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究。阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电... 针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究。阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电感以及交叉饱和电感来表述磁场非线性的特征,建立了凸极同步电动机非线性磁场饱和模型,同时给出了其状态空间方程。采用矢量控制策略对凸极同步电动机的磁场饱和模型进行仿真分析,结果表明电动机的励磁电流能根据磁场饱和程度做出准确的响应建立电动机的磁场,d-q轴电流和负载功角的变化规律完全符合磁场饱和运行工况,验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 凸极同步电动机 建模 磁场饱和 交叉饱和 状态方程

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三电平变频器控制策略的仿真与实现 被引量：6

15

作者 谭国俊 叶宗彬 景巍 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2007年第8期86-88,共3页

采用新型电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将其电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,使用两电平逆变器脉宽调制方法对三电平逆变器进行调制,简化了中点电位平衡控制策略。分别建立了MATLAB7.0... 采用新型电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将其电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,使用两电平逆变器脉宽调制方法对三电平逆变器进行调制,简化了中点电位平衡控制策略。分别建立了MATLAB7.0下的仿真平台及DSP F2812为主控制器的硬件实验平台,通过仿真及实验验证了该算法及其对中点电位控制的有效性。 展开更多

关键词 逆变器 空间矢量 脉宽调制

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直流励磁凸极同步电机饱和分析及其矢量控制 被引量：3

16

作者 吴轩钦 谭国俊 +1 位作者 叶宗彬 景巍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期151-158,共8页

随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效... 随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效应,本文采用了一种q轴折算思想,将凸极同步电机转化为隐极同步电机,同时引入稳态饱和电感、动态饱和电感及交叉饱和电感。并在此基础上提出了考虑磁场饱和效应的凸极同步电机混合气隙磁链观测模型及其矢量控制策略。仿真和实验结果表明所提直流励磁凸极同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,以及很高的理论与应用价值。 展开更多

关键词 直流励磁凸极同步电机 饱和分析 磁链观测器 矢量控制

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空间矢量调制型凸极同步电动机直接转矩控制 被引量：1

17

作者 谭国俊 景巍 叶宗彬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期233-236,共4页

凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现... 凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现了转矩、磁链误差的精确补偿,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真结果表明,与凸极同步电动机传统DTC相比,基于SVM-DTC策略的控制系统能够使电机定子电流畸变率明显降低;转矩和定子磁链脉动显著减小;转矩响应速度快;运行平稳。 展开更多

关键词 同步电机 凸极同步电动机 状态方程 空间矢量调制 直接转矩控制

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高性能单位功率因数三电平整流器 被引量：1

18

作者 李浩 叶宗彬 +1 位作者 韩耀飞 吴轩钦 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期4-5,23,共3页

建立了三电平整流器数学模型,采取电压定向的直接电流控制,并使用新型的电压空间矢量脉宽调制(SVP-WM)算法减少计算量,简化了中点电位控制策略。最后建立了基于TMS320F2812型DSP的三电平整流器平台,实验结果验证了算法的有效性。

关键词 整流器 功率因数/空间矢量脉宽调制 中点电位平衡

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新颖异步电网互联实验的设计与分析 被引量：1

19

作者 邓先明 叶宗彬 +1 位作者 边道海 刘娜 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第6期101-105,111,共6页

基于可变频变压器的电网互联技术是目前研究热点,该技术可以解决传统背靠背式高压直流输电设备复杂及功率难以平滑调节等问题。在Matlab/SIMULINK仿真环境下建立了可变频变压器用于异步电网互联的仿真模型,对可变频变压器用于异步电网... 基于可变频变压器的电网互联技术是目前研究热点,该技术可以解决传统背靠背式高压直流输电设备复杂及功率难以平滑调节等问题。在Matlab/SIMULINK仿真环境下建立了可变频变压器用于异步电网互联的仿真模型,对可变频变压器用于异步电网互联及传输功率发生改变的情况进行了仿真分析。设计了基于可变频变压器异步电网互联的实验方案,搭建了实验平台,对基于可变频变压器的异步电网互联可行性、抗干扰能力以及功率传输能力进行了实验验证,实验设计的结果符合理论分析。 展开更多

关键词 高压直流输电 可变频变压器 异步电网互联 实验方案

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三电平变流器低开关损耗调制算法研究 被引量：1

20

作者 李洪刚 吴翔 叶宗彬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期10-12,共3页

随着工业应用对大功率电力电子设备性能要求的提高,变流设备开关频率升高导致开关损耗增大。研究了三电平变流器低开关损耗调制算法,通过预先设定合理的脉冲序列并根据序列对中点电位的影响将其分类为P型和N型序列,根据中点电位偏移情... 随着工业应用对大功率电力电子设备性能要求的提高,变流设备开关频率升高导致开关损耗增大。研究了三电平变流器低开关损耗调制算法,通过预先设定合理的脉冲序列并根据序列对中点电位的影响将其分类为P型和N型序列,根据中点电位偏移情况控制两类序列的柔和切换,从而实现中点电位平衡和降低开关损耗的目标。预设的脉冲序列在一个采样周期只有4次开关动作,可减少开关损耗约1/3。另一方面,在部分扇区内,通过选择冗余序列实现大电流箝位以进一步减小开关损耗。实验结果证明了算法对中点电位平衡控制及其减少开关损耗的有效性。 展开更多

关键词 变流器 中点电位平衡 低开关损耗 脉冲序列

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