(完整版)三相逆变器文献综述
三电平逆变器国内外研究综述
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三电平逆变器国内外研究综述作者:钱亚磊董爱华来源:《中国科技博览》2015年第15期[摘要]本文总结了三种拓扑结构逆变器的原理,分析了中高压大功率关键技术,叙述了逆变器几种重要的PWM控制方式,最后对比国内外逆变器产品的差异,对多电平数的变频器的研究和应用具有很好的指导意义。
[关键词]三电平,逆变器,大功率中图分类号:TM464 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0164-011 前言1980年日本长冈科技大学的A.Nabae等人首次提出的三电平逆变器,为高压大容量电压型逆变器研制开辟了新思路,实现中高压领域的变频调压重大突破。
在此基础上,经过多年的研究,发展出3种主要的拓扑结构:二极管钳位型多电平逆变器、飞跨电容型多电平逆变器和级联型多电平逆变器。
2 三种拓扑结构逆变器的原理1)二极管箝位型三电平逆变器又称NPC(Neutral—Point—C1amped)是三电平逆变器拓扑结构中发展最早,也是目前应用最普遍的一种拓扑结构。
电路中每一相由4个功率器件串联构成,对4个功率管按一定的开关逻辑进行驱动输出所需要的电平数,合成相应的正弦波形。
NPC 三电平逆变器能够很好的解决电力电子开关器件耐压不够高的问题。
器件承受的关断电压就是直流回路电压的一半,三电平拓扑使得相同耐压水平的开关器件,可以应用于中高压的大容量变频器;由于没有两电平逆变器中两个串联器件的同时导通和同时关断问题,对器件的动态性能要求低,器件受到的电压应力小,系统的可靠性有所提高;三电平输出电压电平数增多,各级电平间的幅值变化降低,低的dv/dt对外围电路的干扰减小,对电机的冲击小,在开关频率附近的谐波幅值也小;由于三电平逆变器输出为三电平阶梯波,形状更接近正弦。
在同样的开关频率下,开关损耗小,效率高,这正适应高压大容量逆变器由于开关损耗及器件的问题开关性能关频率不能太高的要求;可以控制无功功率流。
2)飞跨电容型多电平逆变器也叫做电容钳位型多电平逆变器(FCML),是由法国学者T.A.Meynard 和H.Foch 于1992 年首先提出的。
三相列相逆变器
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三相列相逆变器
三相列相逆变器是一种将直流电源转化为交流电源的装置。
其原理可以分为以下几个部分进行阐述:
- 结构:它主要由三个单相逆变器组成,每个单相逆变器通过将直流电转换为交流电来产生单相交流电。
这些单相交流电通过相位差(通常为120度)进行相互叠加,从而产生一个三相交流电。
- 工作原理:通过半导体开关器件的导通和关断来实现直流电的逆变。
这些开关器件通常采用电力电子器件,如晶体管、场效应管等。
通过控制这些开关器件的导通和关断时间,可以调节输出交流电的电压和频率。
- 控制方式:为了获得良好的逆变效果,需要采用一种控制策略来控制半导体开关器件的导通和关断时间。
这种控制策略通常称为“脉宽调制”(PWM)或“脉冲频率调制”(PFM)。
通过调节脉宽或脉冲频率,可以控制输出交流电的波形和电压,以满足不同的应用需求。
- 拓扑结构:有单极性、双极性和多极性等。
这些不同的拓扑结构具有不同的优缺点,适用于不同的应用场景。
例如,单极性逆变器具有结构简单、成本低等优点,但输出电压波形较差;而多极性逆变器则具有输出电压波形好、谐波含量低等优点,但成本较高。
此外,三相逆变器的接口有五个孔,依次为A,B,C ,N,PE。
A 相为黄色,B 相为绿色,C 相为红色,N表示零线,用蓝色或是白色线;PE表示地线,用黄绿相间的线。
三相光伏并网逆变器的研究概要
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三相光伏并网逆变器的研究
随着全球能源危机和环境污染的日益严重,开发和利用清洁的可再生能源势在必行。
太阳能是当前世界上最清洁、最现实、最具有大规模开发前景的可再生能源之一。
太阳能的利用因此受到世界各国的普遍关注,其中光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。
此外,随着高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网逆变器成为可能。
本论文就是在此背景下,对太阳能并网发电系统中的核心器件—并网逆变器进行了较为深入的研究,以最大限度的利用太阳能,无污染并网发电为主要目标,采用TI公司生产的TMS320LF2407A为控制芯片,开展太阳能并网发电系统的理论和试验研究,具有重要的现实意义。
论文首先分析了太阳能电池的模型及输出特性,比较了几种常用的最大功率点跟踪控制方案,最终采用最优梯度法来实现太阳能最大功率点跟踪;其次,对逆变并网的同步控制策略进行了仿真比较,选用无差拍PWM控制来实现逆变器的输出电流与电网同步。
在比较各种功率变换电路的特点的基础上,对三相光伏并网逆变器采用两级式并网结构设计。
针对上述分析与研究,根据系统的整体控制方案,详细介绍了整个系统的硬件设计思想,给出了系统主电路的拓扑结构,详细介绍了各器件参数选择,并设计了控制电路、信号处理电路和功率模块驱动电路等。
简单介绍了系统软件设计流程图。
最后试验表明本文所介绍的控制方案是可行的。
三相逆变器研究与发展
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三相逆变器研究与发展三相逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置,广泛应用于工业、农业、交通和家庭等各领域。
它具有输入电压范围广、效率高、输出稳定等特点,在电能转换和应用中发挥了重要作用。
本文将对三相逆变器的研究与发展进行探讨。
三相逆变器的研究起源于20世纪80年代,当时,逆变器技术还处于初级阶段,仅适用于少数专用领域。
然而,随着电子技术的快速发展和需求的不断增加,逆变器技术也得到了长足的发展。
过去的数十年里,三相逆变器的研究与发展经历了三个阶段。
第一个阶段是初级阶段,主要以硬件设计为主。
这一阶段逆变器的拓扑结构较为简单,控制方式也相对简单。
主要研究内容包括拓扑结构设计、电路参数的选取和损耗的降低等。
虽然初始阶段的逆变器性能有所限制,但仍然满足了一些特定应用场景。
随着电力电子和半导体技术的发展,逆变器进入了第二个阶段,即中级阶段。
在这个阶段,逆变器的性能得到了进一步提高,拓扑结构也更为复杂。
同时,数字信号处理器和嵌入式技术的引入,使得逆变器的控制方式更加灵活和精确。
研究者们在此阶段将目光转向了逆变器的效率提升、交流输出波形的优化等问题。
进入21世纪,逆变器研究步入了第三个阶段,即高级阶段。
该阶段的研究更加注重系统级的技术和新型材料的应用。
例如,研究人员开始尝试使用SiC和GaN等宽禁带半导体材料来替代传统的硅材料,提高逆变器的开关速度和抗干扰能力。
另外,研究者们还通过增加智能控制算法,实现了更好的能源管理和电力质量控制。
总体来说,随着科学技术的不断进步和需求的不断增加,三相逆变器的研究与发展取得了显著进展。
未来的研究重点将会集中在提高逆变器的功率密度、增强控制性能、降低成本以及应用于可再生能源领域等方面。
同时,逆变器的安全性和可靠性也是未来研究的重要方向。
为了推动三相逆变器的研究和发展,各国政府和学术机构也加大了对相关研究的支持。
相信随着技术的不断成熟和应用的推广,三相逆变器将发挥更大的作用,为社会经济的可持续发展做出更大的贡献。
船用小型三相逆变电源系统设计文献综述
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东海科学技术学院毕业论文(设计)文献综述题目:船用小型三相逆变电源系统设计系:机电系学生姓名:黄利斌专业:电气工程及自动化班级:C06电气(1)指导教师:聂振宇起止日期:2009年11月15日“船用小型三相逆变电源系统设计”文献综述前言:利用电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向进程,概念为逆变。
例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。
又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变成电能,反送到电网中去。
把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。
在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。
变流器工作在逆变状态时,若是把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去,叫。
若是变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变成某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。
交流就是利用这一原理工作的。
有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。
主题:逆变技术的原理早在1931年就有人研究过,从1948年美国西屋电气公司研制出第一台3KHZ感应加热逆变器至今已有近60年历史了,而晶闸管SCR的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件,到了20世纪70年代,可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(BJT)的问世使得逆变技术取得发展应用。
到了20 世纪80 年代,功率场效应管(MOSFET)、绝缘栅极晶体管(IGBT)、MOS 控制晶闸管(MCT)和静电感应功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础,因此电力电子器件的发展为逆变技术高频化,大容量化创造了条件。
进入80 年代后,逆变技术从应用低速器件、低开关频率逐渐向采用高速器件,提高开关频率方向发展。
逆变器的体积进一步减小,逆变效率进一步提高,正弦波逆变器的品质指标也取得很大提高。
《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》范文
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《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》篇一一、引言随着可再生能源的日益重要,光伏发电系统已成为全球能源结构调整的重要部分。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的关键设备,其稳定运行对于整个系统的性能至关重要。
然而,由于各种因素,如环境条件变化、设备老化等,可能导致逆变器出现故障。
在这些情况下,故障穿越技术的研发与应用变得尤为重要。
本文旨在研究三相光伏并网逆变器故障穿越技术,以提升系统的稳定性和可靠性。
二、三相光伏并网逆变器概述三相光伏并网逆变器是一种将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,并将电能送入电网的设备。
其主要由半导体开关元件、滤波电路和控制系统等部分组成。
其工作原理是通过控制开关元件的开关状态,将直流电转换为交流电,并通过滤波电路进行滤波处理,最后将电能送入电网。
三、故障穿越技术的必要性在光伏发电系统中,逆变器一旦发生故障,可能导致整个系统的瘫痪,影响电力供应的稳定性和可靠性。
因此,需要研发有效的故障穿越技术,以在逆变器发生故障时,能够快速检测、定位并处理故障,保证系统的稳定运行。
四、三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究1. 故障检测与定位技术故障检测与定位是故障穿越技术的关键部分。
通过实时监测逆变器的运行状态,采用先进的算法和模型进行故障诊断,能够快速检测出故障并定位到具体部件。
例如,可以通过对逆变器的电流、电压、温度等参数进行实时监测,当参数超过预设阈值时,判断为故障发生。
同时,通过比较实际运行数据与正常状态下的数据,可以定位到具体的故障部件。
2. 故障穿越策略在检测到故障后,需要采取有效的故障穿越策略。
这包括立即切换到备用电源、降低输出功率、断开与电网的连接等措施。
这些策略的目的是在尽可能短的时间内恢复系统的稳定运行,同时避免故障对系统造成更大的损害。
此外,还需要根据故障类型和严重程度,采取相应的处理措施,如修复故障部件或更换新的部件。
3. 保护措施与预防策略为了防止故障的发生和减少其对系统的影响,需要采取一系列的保护措施和预防策略。
三相光伏并网逆变器的研究
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三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进,光伏发电作为清洁、可再生的能源形式,其重要性日益凸显。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。
因此,对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。
文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能,包括其主要组成部件和工作原理。
接着,将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略,包括最大功率点跟踪(MPPT)技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。
文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法,包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。
通过本文的研究,旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导,推动光伏发电技术的进步和发展,为实现全球能源可持续发展做出贡献。
二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。
其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。
光伏电池板在光照条件下产生直流电能,这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。
三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。
在转换过程中,逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。
功率变换电路通常由多个开关管组成,通过控制开关管的通断,实现对直流电能的斩波和控制。
高频交流电能经过滤波电路滤波后,变为平滑的交流电能。
接着,逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步,并将转换后的交流电能馈送到电网。
并网控制电路通过检测电网的电压和频率,控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致,从而实现并网。
三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。
(完整word版)逆变器外文文献及翻译
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Inverter1 IntroductionAn inverter is an electrical device that converts direct current (DC) to alternating current (AC); the converted AC can be at any required voltage and frequency with the use of appropriate transformers, switching, and control circuits.Solid-state inverters have no moving parts and are used in a wide range of applications, from small switching power supplies in computers, to large electric utility high-voltage direct current applications that transport bulk power. Inverters are commonly used to supply AC power from DC sources such as solar panels or batteries.There are two main types of inverter. The output of a modified sine wave inverter is similar to a square wave output except that the output goes to zero volts for a time before switching positive or negative. It is simple and low cost and is compatible with most electronic devices, except for sensitive or specialized equipment, for example certain laser printers. A pure sine wave inverter produces a nearly perfect sine wave output (<3% total harmonic distortion) that is essentially the same as utility-supplied grid power. Thus it is compatible with all AC electronic devices. This is the type used in grid-tie inverters. Its design is more complex, and costs 5 or 10 times more per unit power The electrical inverter is a high-power electronic oscillator. It is so named because early mechanical AC to DC converters were made to work in reverse, and thus were "inverted", to convert DC to AC.The inverter performs the opposite function of a rectifier.2 Applications2.1 DC power source utilizationAn inverter converts the DC electricity from sources such as batteries, solar panels, or fuel cells to AC electricity. The electricity can be at any required voltage; in particular it can operate AC equipment designed for mains operation, or rectified to produce DC at any desired voltageGrid tie inverters can feed energy back into the distribution network because they produce alternating current with the same wave shape and frequency as supplied by the distribution system. They can also switch off automatically in the event of a blackout.Micro-inverters convert direct current from individual solar panels into alternating current for the electric grid. They are grid tie designs by default.2.2 Uninterruptible power suppliesAn uninterruptible power supply (UPS) uses batteries and an inverter to supply AC power when main power is not available. When main power is restored, a rectifier supplies DC power to recharge the batteries.2.3 Induction heatingInverters convert low frequency main AC power to a higher frequency for use in induction heating. To do this, AC power is first rectified to provide DC power. The inverter then changes the DC power to high frequency AC power.2.4 HVDC power transmissionWith HVDC power transmission, AC power is rectified and high voltage DC power is transmitted to another location. At the receiving location, an inverter in a static inverter plant converts the power back to AC.2.5 Variable-frequency drivesA variable-frequency drive controls the operating speed of an AC motor by controlling the frequency and voltage of the power supplied to the motor. An inverter provides the controlled power. In most cases, the variable-frequency drive includes a rectifier so that DC power for the inverter can be provided from main AC power. Since an inverter is the key component, variable-frequency drives are sometimes called inverter drives or just inverters.2.6 Electric vehicle drivesAdjustable speed motor control inverters are currently used to power the traction motors in some electric and diesel-electric rail vehicles as well as some battery electric vehicles and hybrid electric highway vehicles such as the Toyota Prius and Fisker Karma. Various improvements in inverter technology are being developed specifically for electric vehicle applications.[2] In vehicles with regenerative braking, the inverter also takes power from the motor (now acting as a generator) and stores it in the batteries.2.7 The general caseA transformer allows AC power to be converted to any desired voltage, but at the same frequency. Inverters, plus rectifiers for DC, can be designed to convert from any voltage, AC or DC, to any other voltage, also AC or DC, at any desired frequency. The output power can never exceed the input power, but efficiencies can be high, with a small proportion of the power dissipated as waste heat.3 Circuit description3.1 Basic designsIn one simple inverter circuit, DC power is connected to a transformer through the centre tap of the primary winding. A switch is rapidly switched back and forth to allowcurrent to flow back to the DC source following two alternate paths through one end of the primary winding and then the other. The alternation of the direction of current in the primary winding of the transformer produces alternating current (AC) in the secondary circuit.The electromechanical version of the switching device includes two stationary contacts and a spring supported moving contact. The spring holds the movable contact against one of the stationary contacts and an electromagnet pulls the movable contact to the opposite stationary contact. The current in the electromagnet is interrupted by the action of the switch so that the switch continually switches rapidly back and forth. This type of electromechanical inverter switch, called a vibrator or buzzer, was once used in vacuum tube automobile radios. A similar mechanism has been used in door bells, buzzers and tattoo guns.As they became available with adequate power ratings, transistors and various other types of semiconductor switches have been incorporated into inverter circuit designs 3.2 Output waveformsThe switch in the simple inverter described above, when not coupled to an output transformer, produces a square voltage waveform due to its simple off and on nature as opposed to the sinusoidal waveform that is the usual waveform of an AC power supply. Using Fourier analysis, periodic waveforms are represented as the sum of an infinite series of sine waves. The sine wave that has the same frequency as the original waveform is called the fundamental component. The other sine waves, called harmonics, that are included in the series have frequencies that are integral multiples of the fundamental frequency.The quality of output waveform that is needed from an inverter depends on thecharacteristics of the connected load. Some loads need a nearly perfect sine wave voltage supply in order to work properly. Other loads may work quite well with a square wave voltage.3.3 Three phase invertersThree-phase inverters are used for variable-frequency drive applications and for high power applications such as HVDC power transmission. A basic three-phase inverter consists of three single-phase inverter switches each connected to one of the three load terminals. For the most basic control scheme, the operation of the three switches is coordinated so that one switch operates at each 60 degree point of the fundamental output waveform. This creates a line-to-line output waveform that has six steps. The six-step waveform has a zero-voltage step between the positive and negative sections of the square-wave such that the harmonics that are multiples of three are eliminated as described above. When carrier-based PWM techniques are applied to six-step waveforms, the basic overall shape, or envelope, of the waveform is retained so that the 3rd harmonic and its multiples are cancelled4 History4.1 Early invertersFrom the late nineteenth century through the middle of the twentieth century, DC-to-AC power conversion was accomplished using rotary converters or motor-generator sets (M-G sets). In the early twentieth century, vacuum tubes and gas filled tubes began to be used as switches in inverter circuits. The most widely used type of tube was the thyratron.The origins of electromechanical inverters explain the source of the term inverter. Early AC-to-DC converters used an induction or synchronous AC motor direct-connected to a generator (dynamo) so that the generator's commutator reversed its connections atexactly the right moments to produce DC. A later development is the synchronous converter, in which the motor and generator windings are combined into one armature, with slip rings at one end and a commutator at the other and only one field frame. The result with either is AC-in, DC-out. With an M-G set, the DC can be considered to be separately generated from the AC; with a synchronous converter, in a certain sense it can be considered to be "mechanically rectified AC". Given the right auxiliary and control equipment, an M-G set or rotary converter can be "run backwards", converting DC to AC. Hence an inverter is an inverted converter.4.2 Controlled rectifier invertersSince early transistors were not available with sufficient voltage and current ratings for most inverter applications, it was the 1957 introduction of the thyristor or silicon-controlled rectifier (SCR) that initiated the transition to solid state inverter circuits.The commutation requirements of SCRs are a key consideration in SCR circuit designs. SCRs do not turn off or commutate automatically when the gate control signal is shut off. They only turn off when the forward current is reduced to below the minimum holding current, which varies with each kind of SCR, through some external process. For SCRs connected to an AC power source, commutation occurs naturally every time the polarity of the source voltage reverses. SCRs connected to a DC power source usually require a means of forced commutation that forces the current to zero when commutation is required. The least complicated SCR circuits employ natural commutation rather than forced commutation. With the addition of forced commutation circuits, SCRs have been used in the types of inverter circuits describedIn applications where inverters transfer power from a DC power source to an AC above.power source, it is possible to use AC-to-DC controlled rectifier circuits operating in the inversion mode. In the inversion mode, a controlled rectifier circuit operates as a line commutated inverter. This type of operation can be used in HVDC power transmission systems and in regenerative braking operation of motor control systems.Another type of SCR inverter circuit is the current source input (CSI) inverter. A CSI inverter is the dual of a six-step voltage source inverter. With a current source inverter, the DC power supply is configured as a current source rather than a voltage source. The inverter SCRs are switched in a six-step sequence to direct the current to a three-phase AC load as a stepped current waveform. CSI inverter commutation methods include load commutation and parallel capacitor commutation. With both methods, the input current regulation assists the commutation. With load commutation, the load is a synchronous motor operated at a leading power factor. As they have become available in higher voltage and current ratings, semiconductors such as transistors or IGBTs that can be turned off by means of control signals have become the preferred switching components for use in inverter circuits.4.3 Rectifier and inverter pulse numbersRectifier circuits are often classified by the number of current pulses that flow to the DC side of the rectifier per cycle of AC input voltage. A single-phase half-wave rectifier is a one-pulse circuit and a single-phase full-wave rectifier is a two-pulse circuit. A three-phase half-wave rectifier is a three-pulse circuit and a three-phase full-wave rectifier is a six-pulse circuit。
福大文献综述
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文献综述—感应电动机SVPWM控制系统的仿真研究随着电力电子技术和微电子技术的发展,脉宽调制技术(PWM)和正弦脉宽调制技术(SPWM)在电机控制系统中已经得到越来越多的应用。
使用SPWM来控制电机系统,电路结构简单,成本较低,但系统性能不高,电压利用率不高,谐波成分较大。
近年来电机的空间矢量理论被引入电机控制系统中,形成了空间矢量脉宽调制技术(SVPWM),其原理是就是利用逆变器各桥臂开关控制信号的不同组合,使逆变器的输出空间电压矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。
它用空间矢量的概念来计算开关作用时间, 是一种简化的数字PWM调制。
空间矢量脉宽调制显著的特点就是数字实现方法简单和更宽的线性调制范围, 能明显减少逆变器输出电流的谐波成分及电机的谐波损耗, 降低脉动转矩, 而且有更高的电压利用率。
SVPWM与常规的SPWM 相比,能明显减小逆变器输出电压的谐波成分,降低脉动转矩,而且有较高的电压利用率,更易于数字实现,因而在交流感应电机控制中,应用前景十分看好。
1.SVPWM的涵义SVPWM是Space Vector Pulse Width Modulation的意思,翻译成空间矢量脉宽调制,它是一种PWM技术的调制方法,它的思想是通过PWM调制形成的PWM 波在接入电机三相定子绕组中时,使电机的定子产生圆形旋转磁场,从而带动电机旋转,这里的空间矢量指的是三相定子电压的合成矢量,SVPWM说白了是一种逆变方法,它是正弦脉宽调制(SPWM)的一个特例,而矢量控制是电动机调速的一种控制方法。
它的目的是把三相异步电动机的转速和转矩控制分开使控制更精确,形成类似于直流电动机的数学模型,从而达到直流电动机的控制性能,矢量控制最终算出来的就是三相定子电压的数值,根据这个数值再运用SVPWM就可以驱动电机达到控制要求。
2.SVPWM脉宽调制原理SVPWM的工作原理是将逆变器和电动机看成一个整体,依据电机磁链和电压的关系,用8 个基本电压矢量合成期望的输出电压矢量,实现交流电动机变压变频调速。
《逆变电源研究文献综述7000字》
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逆变电源研究文献综述目录逆变电源研究文献综述 (1)1 国内外研究现状 (1)2 研究中存在的问题 (3)参考文献 (8)1 国内外研究现状从国内外研究状况来看,目前,国外知名企业,如山特公司、台达公司、东芝公司、梅兰日兰公司等,在逆变电源的数字控制方面的研究比较多,许多先进的技术已应用到了实际的系统中,生产出了许多知名品牌[7]。
生产的逆变电源的功率可达几千瓦,而且各项性能和可靠性都很高。
相对来说,国内的逆变电源数字控制方面的发展较为落后,目前国内生产的大多数逆变电源主要是还是以模拟控制与数字控制方式相结合的方式为主,全数字控制方面的应用较少且大多数研究还处于实验阶段,仅有少数用于逆变电源系统中。
在国内,由于逆变电源的生产起步较晚,并且功率和可靠性方面与国外生产的产品有较大差距,除了中小功率逆变电源有一定份额外,大功率逆变电源几乎全靠进口。
因此对逆变电源的研究具有十分重要实用价值。
在车载逆变电源的分析研究上,针对车载逆变电源的工作电路拓扑组成结构,现行分析研究列出了两大类完成模式,首先,全桥逆变电路生产加工频变压调节器展开逆变作用升压作用隔离防护自动输出的组成构造;其次,应用两级式升压作用逆变作用组成结构,第一步使用DC-DC升压作用工作电路拓扑组成结构把自动输入直流低压升压作用,再经过全桥逆变电路与正弦振荡脉宽调节控制专业技术展开逆变作用自动输出。
第二类设计方案由于应用了工频变压调节器,造成工作电源实际有效体积复杂,非常笨重,并且创造的噪音影响干扰不可以忽略,与车载需要的实际有效体积相去甚远,而且综合系统设计成本费用也随后增长,逐步被超越淘汰。
根据这类实际状况,第二类设计方案由于缺乏工频变压调节器组成结构,进而高效回避了这个组成结构创造的各类不利基本条件,而且电能的交换工作效率获取明显提升,所以逐步被推广普及使用。
车载逆变电源一般应用后级逆变电路开始运转工作,前级工作电路后开始运转工作的通电开启模式,并且参考依据自动输出工作电压实时在线修改调配操作控制系数,实现完善自动输出振荡波形综合质量的发展目的。
三相 桥式电压源型逆变器
![三相 桥式电压源型逆变器](https://img.taocdn.com/s3/m/43cdc66f2bf90242a8956bec0975f46526d3a757.png)
三相桥式电压源型逆变器三相桥式电压源型逆变器三相桥式电压源型逆变器是一种常见的电力电子装置,它在交流电到交流电的转换过程中起到关键的作用。
本文将介绍三相桥式电压源型逆变器的原理、应用以及其在电力系统中的优点和缺点。
一、原理三相桥式电压源型逆变器是由六个开关管组成的桥式电路,它能够将直流电转换为交流电,并且可以根据需要调整输出电压的频率和幅值。
其中,直流电源通过三相全波整流电路得到直流电压,并通过逆变器电路将直流电压转换为交流电压供给负载使用。
在逆变器电路中,通过逆变器电源产生三相交流电压,控制开关管的通断状态可以控制输出交流电压的频率和幅值。
通常情况下,逆变器采用脉宽调制(PWM)技术,通过调整开关管的导通时间来控制输出交流电压的幅值。
通过这种方式,可以实现输出电压的调节,以满足不同负载的需求。
二、应用三相桥式电压源型逆变器广泛应用于各个领域,特别是需要将直流电转换为交流电的场合。
以下是一些常见的应用领域:1. 变频驱动:逆变器可以用于变频驱动系统,例如交流电机的调速控制。
通过调整逆变器的输出电压频率和幅值,可以实现对电机转速的精确控制,提高电机的效率和性能。
2. 可再生能源发电:逆变器可以将可再生能源(如太阳能、风能)收集到的直流电转换为交流电,以供给电网使用。
通过逆变器的调节,可以实现对电能的有效利用和传输。
3. 高压直流输电:逆变器在高压直流输电系统中起到关键的作用。
它将直流电转换为交流电,以提高电能传输的效率和可靠性。
4. 汽车电子系统:逆变器广泛应用于汽车电子系统中,例如电动汽车的驱动系统。
通过逆变器将电池供应的直流电转换为交流电,实现对电动机的驱动。
三、优点和缺点三相桥式电压源型逆变器具有以下优点:1. 高效性:逆变器可以实现高效的电能转换,将直流电转换为交流电时几乎没有能量损耗。
2. 稳定性:逆变器能够根据负载需求调整输出电压的频率和幅值,以满足不同应用场景的需要。
3. 精确性:逆变器采用脉宽调制技术,通过控制开关管的通断状态来实现对输出电压的精确控制。
逆变器(文献综述)
![逆变器(文献综述)](https://img.taocdn.com/s3/m/6c42de2f941ea76e59fa0497.png)
一、前言利用晶闸管电路把直流转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变[1]。
如:应用逆变的电力机车,当再生制动时牵引电机作为发动机运行,把产生的电能反送到交流电网中。
当牵引制动时逆变器则为其提供交流电,驱动电机。
把直流电逆变为某一频率的交流电供给负载称为无源逆变;把直流电逆变为交流电反送到电网称为有源逆变[2]。
随着科技的不断发展,各种仪器对逆变器的要求越来越高,各种行业对电气设备的控制要求也越来越高。
高性能的逆变电路是工业发展的基本保证。
逆变器横跨电力、电子、微处理器等领域。
目前IGBT模块组成功率逆变器具有工作电压底的缺点,采用三电平NPC主电路,可将IGBT电压降低至两电平电路的一半左右[3].为了适应于大容量,高电压,电流谐波含量少的要求,本文通过查阅大量相关研究学者的论文,以及专家的文献综述,发现逆变器的各方面研究方法及其最前沿的研究成果和趋势。
本文主要分析逆变器各种不一样的控制策略之间的联系、缺点、优点;最后提出一些个人看法和认识。
相信逆变器技术在未来会有很大的突破和进步。
二、主题逆变器毋庸置疑成为现代工业在中高压调速领域,交流柔性供电系统的无功率补偿中关键的技术支点。
对逆变器的拓扑结构和调制策略也进行深入的研究,本文首先论述中高压三电平逆变器的发展现状,然后重点分析三电平逆变器的控制策略。
1.逆变器的发展现状及研究趋势。
于1931年有人研究逆变器的工作原理,直到1948年美国西屋电气公司研制出第一台3KHz感应加热逆变器。
随着晶闸管SCR的诞生,为正弦波逆变器的发展创造了条件。
20世纪70年代,可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(BJT)的诞生使逆变技术得到发展应用。
到了20世纪80年代,功率场效管(MOSFET)、绝缘栅极晶体管(IGBT)、MOS 控制晶闸管(MCT)以及静电感应功率器件的诞生为逆变器向大容量方向奠定了基础,因此电力电子器件的发展为逆变技术高频化,大容量创造了条件。
三相逆变器资料
![三相逆变器资料](https://img.taocdn.com/s3/m/6094255517fc700abb68a98271fe910ef02dae57.png)
5.过热保护
IGBT工作时,产生各种损耗,其中主要包括导通过程损耗、通态损耗和关 断时的损耗,这些损耗以热量的形式通过散热器向外传送。当调制频率低 即IGBT的开关频率低时,通态损耗占主要成分,散热器的温升不会太高, 而当开关频率增高后,IGBT的开关损耗便不可忽略,因此散热器温升相对 升高。半导体器件工作在较高的温度环境下,性能、寿命、可靠性等都受 到影响,因此需要对IGBT进行过热保护。25T客车使用的逆变器开关频率 比较高,靠散热器的自然冷却有一定的难度,因此大都采用风扇强迫冷却, 当散热器的温度达到一定值时(设置为65ºC~80ºC不等),风扇启动。当 散热器温度超过允许温度时,安装在散热器上的热保护继电器给出信号, 逆变器的控制电路自动封锁脉冲,逆变器停止工作。
接器 逆
变 紧固螺钉
松动、脱落 重新拧紧
器
箱
布线检查 布线情况及紧固件如出现上述问题则
内
紧固件检查 采取相应对策
部
密封圈
存在永久变形或弹性差时需更换
检 查
逆变器模块
散热器检查 检查积灰情况并除尘
√√√ √√√
√√√
√√√ √√√ √√√
电容组件 电容漏液或塌陷时更换电容或组件 √ √ √ √
IGBT元件
输出电压为AC380V与所需要的直流电压之比,称为调制深度,不同的调制深度对应不同的输入 电压等级.国外有600V、670V、720V、750V等,但输出也有AC440V。
按照正玄波规律的调制脉冲,控制6只IGBT的导通和关断,即可输出三相调制电压,经LC滤 波后,变成正玄波,调制频率越高,滤波器体积越小,但技术难度较大。
表 25T客车逆变器A1~A4检修
部 位 检查项目
骨架
三相并网逆变器控制策略的研究
![三相并网逆变器控制策略的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/8903eb1359eef8c75fbfb375.png)
三相并网逆变器控制策略的研究【摘要】本文主要研究了三相并网逆变器的数学模型,进而分析了三相并网逆变器控制的具体策略,并进行了仿真试验,以期可以真正有效的为三相并网逆变器的控制工作提供参考。
【关键词】三相并网;逆变器;策略一、前言三相并网中,逆变器是一个很重要的设备,而电网对于逆变器的要求也是比较高的,所以,研究三相并网逆变器控制的策略非常有必要,这是提高三相并网逆变器的有效方法。
二、三相不平衡系统定义三相系统中,三相电压量和电流量均具有相同幅值,相位互差120°,称该系统被为平衡系统或对称系统。
三相不平衡系统是指不满足上述任意一个或者两个要求时的系统。
三相系统出现不平衡现象时,因为系统不再是标准的正弦信号,量化和分析此时的系统都非常地困难。
当三相系统不平衡时可以分解成对称的正序、负序和零序这三个分量。
在此基础上进行分析和控制就变得相对简单了。
各国对电网质量均有要求,一般情况下电网是三相对称的,因此只存在正序分量。
负序分量和零序分量的数值均为零。
负序分量和零序分量只会在电网发生不平衡故障时才会出现。
逆变器在运行过程中检测电网是否正常运行时,也可检测这两个不应正常出现的分量。
如果出现就可以判断电网出现不平衡现象。
大多数情况下电网三相应该是平衡的。
三相对称系统中,三相电量的瞬时值之和始终保持为零,即三相相电流之和零,三相相电压之和零。
三、三相并网逆变器的数学模型1、逆变器的工作原理光伏发电的核心部分是逆变模块,电网对逆变器的要求很高,一方面要能稳定直流模块DC-DC与交流模块DC-AC之间的直流侧电压;另一方面要能保证逆变器侧的输出电量与电网电量同步,即在幅值、相位、频率上要严格一致,且能提供最大的输出功率,使功率因数尽可能逼近1.本文采用的逆变器是三相全桥式逆变电路,如图1所示。
在直流模块DC-DC与交流模块DC-AC之间通常会设置一个容量足够大的直流滤波电容。
该电容不仅能缓冲两模块之间的能量变换,而且也能在两模块间的控制上起到解耦作用。
三相逆变器工作原理及控制
![三相逆变器工作原理及控制](https://img.taocdn.com/s3/m/57d8fb43f68a6529647d27284b73f242336c313a.png)
出电压。
正常工作过程
正常工作
当三相逆变器正常工作时,控制电路根据负载需求和运行模式,实 时调整各桥臂的导通状态,以输出满足要求的交流电压。
负载需求
根据负载的实际需求,控制电路调整各桥臂的导通状态,以输出满 足要求的交流电压。
运行模式
根据不同的运行模式(如电压模式、电流模式等),控制电路调整各 桥臂的导通状态,以实现不同的控制目标。
船舶电力推进
为船舶提供动力,具有 高效、环保和节能的优 点。
列车电力推进
为列车提供动力,具有 加速快、运行平稳和节 能的优点。
无人机电力推进
为无人机提供动力,具 有高效、灵活和环保的 优点。
在电机控制系统中的应用
电机驱动控制
01
通过逆变器来控制电机的启动、停止、调速和方向等。
电机保护控制
02
通过逆变器来监测电机的运行状态,实现过载、短路等保护功
停机过程
停机
当需要停机时,控制电路会按照设定的停机模式,逐一关闭各桥 臂的开关,使三相逆变器逐步退出工作状态。
逐一关闭
控制电路按照设定的停机模式,逐一关闭各桥臂的开关。
逐步退出
在停机过程中,三相逆变器的输出电压逐渐减小至零,最终完全 退 Nhomakorabea工作状态。
04
三相逆变器的控制策略
电压控制策略
总结词
通过控制逆变器的输出电压,实现对输出电压的幅值、频率和相位进行调节。
模块化
模块化设计能够提高三相逆变器的可维护性和可扩展性, 方便实现分布式电源系统和微电网的集成应用。
面临的挑战
可靠性问题
由于三相逆变器在电力系统中承担着重要的角色,其可靠性问题一直是研究的重点和难点 ,如何提高逆变器的可靠性和稳定性是当前面临的重要挑战。
《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》范文
![《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/cf798c876e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c99.png)
《三相光伏并网逆变器故障穿越技术研究》篇一一、引言随着可再生能源的日益重要,光伏发电技术得到了广泛的应用。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的关键设备,其稳定性和可靠性对系统的整体性能具有重要影响。
然而,由于各种因素的影响,逆变器可能会出现故障,导致系统停机或性能下降。
因此,对三相光伏并网逆变器故障穿越技术的研究具有重要意义。
本文将针对三相光伏并网逆变器故障穿越技术进行深入研究,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、三相光伏并网逆变器概述三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电转换为交流电,并与电网并网的关键设备。
其工作原理主要包括直流输入、逆变桥、滤波电路和并网控制等部分。
其中,逆变桥是核心部分,负责将直流电转换为交流电。
此外,为保证并网安全性和稳定性,逆变器还需要具备过压、过流、过载等保护功能。
三、常见故障及影响因素三相光伏并网逆变器在运行过程中可能出现的故障包括但不限于:过流故障、过压故障、过热故障、通讯故障等。
这些故障可能由多种因素引起,如设备老化、电网电压波动、设备参数设置不当、设备损坏等。
其中,电网电压波动是导致逆变器故障的重要原因之一。
此外,逆变器内部的电气元件和电路也可能因长期运行而出现老化、损坏等问题。
四、故障穿越技术研究针对三相光伏并网逆变器的故障穿越技术,本文主要从以下几个方面进行探讨:1. 故障检测与诊断技术:通过实时监测逆变器的电压、电流、温度等参数,结合算法判断逆变器是否出现故障。
一旦检测到故障,立即进行诊断,确定故障类型和原因。
2. 保护策略与措施:根据故障类型和原因,采取相应的保护策略和措施,如切断故障电路、降低输出功率、启动备用设备等,以保证系统和设备的安全。
3. 故障穿越算法研究:针对不同类型的故障,研究相应的故障穿越算法。
这些算法应能在保证系统安全的前提下,尽可能地减小故障对系统性能的影响,提高系统的稳定性和可靠性。
4. 预防性维护策略:通过定期检查、维护和更新设备,预防设备出现故障。
完整版三相逆变器文献综述
![完整版三相逆变器文献综述](https://img.taocdn.com/s3/m/3f9fd191a5e9856a57126053.png)
三相逆变器文献综述1 逆变器技术发展历程逆变器技术的发展始终与功率器件及其控制技术的发展紧密结合,从开始发展至今经历了五个阶段:第一阶段:20世纪50-60年代,晶闸管SCR的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件;第二阶段:20世纪70年代,可关断晶闸管GTO及双极型晶体管BJT的问世,使得逆变技术得到发展和应用;第三阶段:20 世纪80 年代,功率场效应管、绝缘栅型晶体管、MOS 控制晶闸管等功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础。
第四阶段:20 世纪90 年代,微电子技术的发展使新近的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊控制等技术在逆变领域得到了较好的应用,极大的促进了逆变器技术的发展;第五阶段:21 世纪初,逆变技术的发展随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的进步不断改进,逆变技术正朝着高频化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。
2 逆变器的发展趋势更高的效率:目前,美国市场上的逆变器最高效率可达95%。
在欧洲,由于采用了无变压器的设计和创新的拓扑结构,可实现更高的效率。
例如,有一款产品(SMASunnyMinicentral8000TL )声称可到达98%的效率。
更低的成本:大约0.2-0.3美元/瓦的价格已经被设定为2020年逆变器的价格目标,这意味着比目前售价降低50-75%。
这个目标最有可能通过增加产量及改善学习曲线来实现。
更高的可靠性:目前,逆变器的MTBF (平均无故障时间)为5〜10年。
但很多人怀疑,是否有可能以合理的成本实现这一目标。
在中近期,通过改进质量控制、更好地散热并降低复杂性,MTBF 大于10年的目标是可以实现的。
通信功能:今天,逆变器可以记录并借助制造商特定的协议传递信息。
下一代单元应使用通用的通信标准传送更全面的系统信息,以实现先进的诊断功能,并能与公用服务机构通信,以支持电网的稳定性。
3 目前研究成果3.1 合肥工业大学电气与自动化工程学院的陈玲、张兴、杨淑英,谢振等人在2009 年在本院学报中提出了“带不平衡负载的三相四桥臂逆变器的研究” 。
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文
![基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文](https://img.taocdn.com/s3/m/04d79ffe6037ee06eff9aef8941ea76e59fa4a40.png)
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文本文介绍了基于SPWM(Sinusoidal ___)三相逆变器的仿真与设计。
论文首先阐述了研究的背景,包括三相逆变器在工业和电力系统中的应用。
然后确定了论文的目的,即通过仿真与设计探索SPWM三相逆变器的性能和特性。
根据此目的,采用了相应的方法,包括建立逆变器的数学模型、实施SPWM控制策略以及进行仿真和设计。
最后,通过实施所提出的仿真与设计方法,得出了相应的结果。
本文的研究对于理解和优化基于SPWM三相逆变器的电路与系统具有重要的意义。
关键词:SPWM,三相逆变器,仿真,设计,性能,特性该论文旨在研究基于SPWM(___)三相逆变器的仿真与设计。
本部分将介绍研究的背景和相关的文献综述,阐明研究的目的和意义。
该部分将介绍使用的研究方法和仿真工具,以及实验的设计和参数设置等。
该部分将介绍仿真和设计的过程,并展示结果和讨论。
在本研究中,我们采用了SPWM (Sinusoidal ___)技术,设计了一个三相逆变器电路。
我们使用了模拟仿真软件来验证电路的性能和波形输出。
首先,我们搭建了逆变器的电路图,并配置了相应的元件和参数。
然后,我们使用SPWM技术来产生需要的输出波形。
通过调整占空比和频率,我们可以调节输出电压的幅值和频率。
接下来,我们进行了仿真实验。
我们改变了载荷的变化情况,通过观察输出波形和性能参数,评估了逆变器的稳定性和效率。
根据我们的仿真实验,我们得出了以下设计结果:输出波形:通过SPWM技术,我们成功地实现了三相逆变器的正弦波输出。
输出波形的幅值和频率可以根据需要进行调节。
稳定性分析:我们对逆变器在不同载荷情况下的稳定性进行了分析。
结果表明,在正常工作范围内,逆变器可以稳定地输出所需电压,并且对载荷变化具有较好的适应性。
效率评估:我们还对逆变器的效率进行了评估。
根据我们的实验结果,逆变器在适当的设计参数下可以实现较高的效率。
根据我们的仿真和设计结果,我们可以得出以下结论:基于SPWM技术的三相逆变器具有良好的波形质量和稳定性,可以满足多种应用需求。
三相逆变器[1]
![三相逆变器[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f71cb903e87101f69e319558.png)
1引言三相逆变技术广泛应用于交流传动、无功补偿等领域,一般采用三个桥臂的结构。
普通的三相交流供电电源要求负载三相对称,否则三相电源会失衡甚至无法正常工作,但在实际工程应用中,对于某些特定场合的电源系统(如UPs供电系统、航空电源等),三相负载不平衡或极端不平衡的情况是普遍存在的,这就要求输出具有中线,即三相四线输出。
为了解决逆变器供电系统带不平衡负载的问题,通常采用的方法是在输出端加人一个中点形成变压器,这种方法虽然可以满足三相四线输出的要求,且能够保障较高的直流利用率,但是中点形成变压器的加入大大增加了系统的体积和重量,而且其工作频率为输出交流电的频率,体积和重量随着负载不对称程度的变化而变化,不对称度越大,中点形成变压器的重量也越大。
为了减小逆变器的体积和重量,去掉中点形成变压器,可以在通用三相逆变器的基础上加人一个桥臂来形成中点,即构成三相四桥臂结构。
三相四桥臂逆变器引人了第四桥臂,也使控制难度加大,而且负载的不确定性和三相交流电压的解祸要求及直流电源电压等级限制等,使得控制非常复杂。
针对以上技术难点,本文对三相四桥臂逆变器系统主电路拓扑结构及控制策略等关键问题进行了深人的理论分析和计算机仿真试验研究,提出了三相四桥臂逆变器控制方案。
1引言三相逆变技术广泛应用于交流传动、无功补偿等领域,一般采用三个桥臂的结构。
普通的三相交流供电电源要求负载三相对称,否则三相电源会失衡甚至无法正常工作,但在实际工程应用中,对于某些特定场合的电源系统(如UPs供电系统、航空电源等),三相负载不平衡或极端不平衡的情况是普遍存在的,这就要求输出具有中线,即三相四线输出。
为了解决逆变器供电系统带不平衡负载的问题,通常采用的方法是在输出端加人一个中点形成变压器,这种方法虽然可以满足三相四线输出的要求,且能够保障较高的直流利用率,但是中点形成变压器的加入大大增加了系统的体积和重量,而且其工作频率为输出交流电的频率,体积和重量随着负载不对称程度的变化而变化,不对称度越大,中点形成变压器的重量也越大。
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三相逆变器文献综述1 逆变器技术发展历程逆变器技术的发展始终与功率器件及其控制技术的发展紧密结合,从开始发展至今经历了五个阶段:第一阶段:20世纪50-60年代,晶闸管SCR的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件;第二阶段:20世纪70年代,可关断晶闸管GTO及双极型晶体管BJT的问世,使得逆变技术得到发展和应用;第三阶段:20世纪80年代,功率场效应管、绝缘栅型晶体管、MOS控制晶闸管等功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础。
第四阶段:20世纪90年代,微电子技术的发展使新近的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊控制等技术在逆变领域得到了较好的应用,极大的促进了逆变器技术的发展;第五阶段:21世纪初,逆变技术的发展随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的进步不断改进,逆变技术正朝着高频化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。
2 逆变器的发展趋势更高的效率:目前,美国市场上的逆变器最高效率可达95%。
在欧洲,由于采用了无变压器的设计和创新的拓扑结构,可实现更高的效率。
例如,有一款产品(SMASunnyMinicentral8000TL)声称可到达98%的效率。
更低的成本:大约0.2-0.3美元/瓦的价格已经被设定为2020年逆变器的价格目标,这意味着比目前售价降低50-75%。
这个目标最有可能通过增加产量及改善学习曲线来实现。
更高的可靠性:目前,逆变器的MTBF(平均无故障时间)为5~10年。
但很多人怀疑,是否有可能以合理的成本实现这一目标。
在中近期,通过改进质量控制、更好地散热并降低复杂性,MTBF大于10年的目标是可以实现的。
通信功能:今天,逆变器可以记录并借助制造商特定的协议传递信息。
下一代单元应使用通用的通信标准传送更全面的系统信息,以实现先进的诊断功能,并能与公用服务机构通信,以支持电网的稳定性。
3 目前研究成果3.1 合肥工业大学电气与自动化工程学院的陈玲、张兴、杨淑英,谢振等人在2009年在本院学报中提出了“带不平衡负载的三相四桥臂逆变器的研究”。
该研究对三相四桥臂逆变器的控制系统进行了设计,建立了基于对称分量法和双同步旋转d-q坐标系的双环控制结构,电压外环和电流内环均采用前馈解耦的控制策略,使三相四桥臂逆变器带有不平衡负载的能力。
3.2 空军雷达学院研究生管理大队的石磊、陈媛娣、朱忠尼于2006年在该院学报发表了“基于DSP的SVPWM控制三相逆变器设计”。
该设计从电压矢量控制的基本原理出发,给出了SVPWM算法在TMS320LF2407上实现的软件流程。
实际编程实现了SVPWM波形输出。
系统具有控制精度高、实时性强、软件编制容易等优点。
3.3 哈尔滨工程大学自动化学院的赵晓青、罗耀华于2008年在应用科技期刊发表“基于DSP的三相SPWM逆变系统研究”。
本文主要针对三相逆变系统,介绍了采用TMS320LF2407芯片,通过混合查表法产生三相SPWM正弦电压的方法,并给出了部分程序源代码,实验结果可以满足实际需要。
3.4 东北大学信息科学与工程学院的闫士杰、冷冰、杜蘅等人于2012年在电机与控制学报发表“基于H重复控制的三相四桥臂逆变器研究”。
本文在三相∞重复控制策略,四桥臂逆变器解耦成三个单相逆变器的基础上,提出了一种H∞解决了微型电网中,作为功率接口的三相四桥臂逆变器存在输出波形畸变率大,跟踪给定正弦波慢的问题。
3.5 湖北工业大学电气与电子工程学院的汤才刚、朱红涛、李莉、陈国桥等人于2008年在现代电子技术期刊发表“基于PWM的逆变电路分析”。
本文为了对PWM型逆变器电路进行分析,从PWM控制的基本原理出发,首先建立了逆变器控制所需的电路模型,采用IGBT作为开关器件,并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析。
使用双踪示波器对电路的输出波形进行分析,给出了仿真波形。
实践表明:运用PWM控制技术能够很好地实现逆变电路的运行要求。
3.6 东北大学信息科学与工程学院的刘秀翀、褚恩辉、张化光等人于2010年在电机与控制学报发表“基于三相综合补偿的四桥臂逆变器控制”。
本文针对四桥臂逆变器,提出了基于三相综合补偿的四桥臂控制方法。
该补偿策略用地四桥臂补偿输出不平衡因素,形成第四桥臂和各相桥臂综合补偿相电压的模式,发挥出四桥臂结构的优势,在阻性(或感性)不平衡负载条件下,增强了控制能力。
基于三相综合补偿策略,文中针对电感电流为正弦波的特征,采用积分算法逼近电感电压,构造闭环控制结构,并给出四个桥臂的控制方法。
该控制方法避免了微分算法引入的高频干扰和通用滤波算法引入的相位偏移,确保了输出电压收敛于理想波形。
3.7 东南大学电气工程学院的杨云虎、周克亮、卢闻州等人于2011年在校学报发表了“三相PWM逆变器鲁棒重复控制策略”。
为了提高三相CVCF PWM 逆变器波形的控制性能(同时具有动态响应快、稳定误差小和鲁棒性好等优点),提出了鲁棒重复控制策略。
首先采用鲁棒控制理论对两类不确定建模;然后引进一个虚拟的复不确定代替重复控制中的长延迟环节,将重复控制器集成到鲁棒反馈控制器设计之中形成鲁棒重复控制方案。
实验结果表面,采用鲁棒重复控制策略控制的三相逆变器,即使在非线性负载情况下也能保证输出电压的THD含量低、跟踪精度高、响应快;并且在参数变化和负载突变扰动的情况下,仍具有良好的鲁棒性。
3.8 中国矿业大学信息与电气工程学院的李文正于2008年在中国科技论文网发表“三相四臂逆变器的仿真设计”。
本文首先用对称分量法在不平衡负载下对三相四臂逆变器进行稳态分析,验证了三相四臂逆变器可以带不平衡负载。
本文在总结、分析其它控制方法的基础上,建立了三维空间矢量调制策略,提高了电压利用率,减少了谐波含量,介绍了三维空间矢量调制的原理及其算法实现。
其次对三相四臂逆变器在两种坐标系下建立数学模型,提出本文所采用的一种基于正反向同步旋转坐标变换的正序、负序和零序分量单独控制的控制策略,实现了各个通道的解耦。
3.9 南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室的龚春英、熊宇、郦鸣、陈新、严仰光于2004年在电工技术学报上发表“四桥臂三相逆变电源的三维空间矢量控制技术研究”。
本文介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量控制原理,给出了任意负载下空间矢量的运动轨迹表达式,还建立了三维空间矢量调制四桥臂逆变器MATLAB模型,并利用MATLAB仿真软件对各种性质负载、对称和不对称负载及负载和输入电压突变情况进行了仿真研究。
研究结果表明该法具有负载适应能力及带不对称负载能力强、系统稳定性好、结构简单等优点,并在DSP实验平台上进行了初步的实验验证,证明该法是可行的。
3.10 湖南大学电气与信息工程学院与广西电力科学研究院的吕志鹏、罗安、蒋文倩、周柯、谢三军等人于2012年在中国电机工程学报发表“四桥臂微网逆变器高性能并网H -∞控制研究”。
本文提出了微网三相逆变器输出电压波形受电网畸变电压、负载谐波电流和直流侧电压中点平衡的共同作用,为使直流侧电压中点维持稳定,并使输出电压波形跟踪参考电压,针对一种四桥臂逆变器结构进行建模,采用H-∞控制策略构造高带宽鲁棒控制器对中线桥臂和三相桥臂进行统一控制。
仿真和实验表明,在较大中线电流和电网电压畸变情况下,中线桥臂能够控制中点输入和输出电流近似相等,三相桥臂能够使输出电压维持较低的谐波畸变率,提升微网供电质量。
3.11 华中科技大学、南昌交通大学、武汉理工大学、浙江大学的胡文华、马伟明、刘春喜等人于2010年在电磁分析与应用期刊发表“三相逆变器不平衡负载的控制策略研究”。
虽然传统的对称分量分解和叠加原理可以通过保持电压的平衡补偿逆变器的正、负和零序分量输出电压,但是,这种方法是很费时的,且不适合于控制。
本文针对高功率中频逆变电源,提出了P +共振(比例和谐振)控制器,确保了三相不平衡负载下输出电压平衡。
该稳压器被证明适用于三相三线系统和三相四线系统,并开发了两种方法实现。
仿真结果证实,该方法能够有效地抑制不平衡负载所造成的输出电压变形,并获得高品质的电压波形。
3.12 马来亚大学电气工程系的Mohamad N. Abdul Kadiry, Saad Mekhilef, and Hew Wooi Ping与2010年在电力电子日志发表“三阶段混合级联多电平逆变器的双矢量控制策略”。
本文提出了一种在混合多电平逆变器的基础上分阶段认知的电压控制算法的逆变器电压向量图。
该算法被施加到控制一个三阶段18级别的混合动力的逆变器,它已经设计了最大数量的对称水平。
该逆变器具有利用传统的六开关逆变器和使用级联的H桥细胞构成的中等和低电压的三电平阶段,采用构建的两个级别的主级。
该算法的显著特点是它能够避免不良的高频率开关,尽管逆变器的直流电源电压的选择在中压阶段,以最大限度地提高水平状态消除冗余的数量。
测试结果表明,所提出的算法达到了预期的功能和所有的主要假设已经得到了验证。
3.13 IEEE的高级会员Burak Ozpineci 、Madhu Sudhan Chinthavali, Leon M. Tolbert、H. Alan Mantooth和学生会员Avinash S. Kashyap于2009年在IEEE发表“Si IGBT和碳化硅肖特基二极管制成的55千瓦的三相逆变器”。
碳化硅(SiC)功率器件对功率转换器的效率、重量、体积和可靠性产生影响。
目前,只有商用的SiC肖特基二极管具有相对较低的电流额定值。
美国橡树岭国家实验室与Cree 和赛米控合作,建立了一个硅绝缘栅双极型晶体管与SiC肖特基二极管混合动力的55千瓦的逆变器,Cree公司制造了更高的电流碳化硅取代硅pn二极管赛米控车载肖特基二极管逆变器。
本文介绍了这些二极管电路仿真器模型的建立,以及逆变器的测试结果,并与一个类似的全硅逆变器比较结果。
3.14 土耳其中东技术大学电气与电子工程学院的Emre Ün Ahmet M. Hava 于2007年在IEEE发表“一种为三相电压源逆变器降低交换频率并减少共模电压的接近PWM状态的方法”的期刊。
本文提出的用于三相PWM逆变驱动器的近PWM状态法降低了共模电压/电流并确定了最佳的电压矢量和它们的序列。
对电压的线性度和输出的直流交流总线和PWM电流纹波特性进行了研究。
这种方法彻底调查了其性能与常规方法相比的差异。
理论,仿真和实验结果表明,NSPWM具有优异的共模和满意的PWM纹波性能特点。
3.15 IEEE高级会员Engin Ozdemir 、Leon M. Tolbert 、IEEE会员Sule Ozdemir在IEEE杂志发表“三相独立光伏系统中6级二极管钳位多电平逆变器的基本调频”。