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单相NPC逆变器三矢量模型预测电流控制
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作者 徐岸非 蔡玉华 +1 位作者 袁雷 梅加伟 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期175-183,共9页
针对单相三电平中点钳位型(NPC)逆变器有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)无调制器、频率不固定、开关频率高的缺点,提出一种优化的三矢量多目标预测电流控制。该方法将电压矢量分成固定开关动作的若干扇区,通过计算占空比,从而实现开关... 针对单相三电平中点钳位型(NPC)逆变器有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)无调制器、频率不固定、开关频率高的缺点,提出一种优化的三矢量多目标预测电流控制。该方法将电压矢量分成固定开关动作的若干扇区,通过计算占空比,从而实现开关频率固定的脉冲调制。其代价函数应用多目标预测控制,实现中点电位均衡和降低开关频率。此外,该文还考虑了延迟补偿。利用DSP-TMS320F28374D在单相NPC逆变器实验平台上实现所提策略,验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 三电平npc逆变器 模型预测电流控制 固定开关频率 中点电位平衡 延时补偿
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NPC三电平整流器的混合参数自适应控制
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作者 牛小兵 董文浩 +1 位作者 石洁 周鑫 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第1期104-110,共7页
为降低中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平整流器的电流谐波,在dq同步旋转坐标系下推导出带中点电压耦合项的NPC三电平整流器数学模型,并分析中点电压对电流控制的影响。对模型中的中点电压耦合项和交流侧等效电阻会增大电流... 为降低中点箝位型(neutral point clamped,NPC)三电平整流器的电流谐波,在dq同步旋转坐标系下推导出带中点电压耦合项的NPC三电平整流器数学模型,并分析中点电压对电流控制的影响。对模型中的中点电压耦合项和交流侧等效电阻会增大电流谐波及无法通过常规方法进行准确估计的问题,设计一种混合参数自适应的迭代学习控制方法,以进行解耦控制并消除不确定参数的影响。通过构造Lyapunov函数和理论推导验证控制方法的稳定性。在整流器硬件平台上进行试验验证,结果表明,所设计的控制方法可有效降低电流谐波。 展开更多
关键词 中点箝位型(npc)三电平整流器 电压耦合项 迭代学习控制 谐波抑制
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新型直驱风电系统中3L-NPC变流器中点平衡控制的研究 被引量:4
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作者 曾翔君 李迎 +2 位作者 张宏韬 刘连照 杨旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期503-512,共10页
提出一种基于多相永磁同步发电机和二极管中点箝位三电平变流器构成的风电变换系统,并着重研究其中三电平变流器的中点平衡控制问题。通过比较现有各种不同平衡控制策略的谐波和损耗性能,提出新的解决方案。推荐的全功率变流器拓扑,通... 提出一种基于多相永磁同步发电机和二极管中点箝位三电平变流器构成的风电变换系统,并着重研究其中三电平变流器的中点平衡控制问题。通过比较现有各种不同平衡控制策略的谐波和损耗性能,提出新的解决方案。推荐的全功率变流器拓扑,通过三电平变流器的并联和串联组合及功率均衡控制,不仅可分摊发电机的功率,而且可自动抵消电容中点的低频脉动及直流漂移,谐波和损耗性能不受影响。最后,通过实验验证了新方案的有效性。 展开更多
关键词 直驱风机 多相永磁同步发电机 3L—npc变流器 中点平衡控制
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NPC三电平逆变器SHE-PWM开关模式 被引量:4
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作者 胡存刚 王群京 +2 位作者 严辉 姜卫东 陈权 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期48-51,共4页
文章以中点钳位型三电平逆变器为模型,在介绍SHE-PWM原理的基础上,采用同伦算法对非线性方程组求解,求取SHE-PWM的开关角度,进行NPC逆变器消谐模型的求解,具有收敛范围宽、收敛速度快等优点;用MatLab/Simulink仿真研究了谐波消除的效果... 文章以中点钳位型三电平逆变器为模型,在介绍SHE-PWM原理的基础上,采用同伦算法对非线性方程组求解,求取SHE-PWM的开关角度,进行NPC逆变器消谐模型的求解,具有收敛范围宽、收敛速度快等优点;用MatLab/Simulink仿真研究了谐波消除的效果,并用IGBT搭建了三电平逆变器实验电路模型,对SHE-PWM的谐波消除效果进行了验证;实验结果证明了基于同伦模型的NPC三电平逆变器SHE-PWM方法的有效性。 展开更多
关键词 三电平中点箝位逆变器 特定谐波消除 脉冲宽度调制 非线性方程组 同伦算法
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矿山高压多电平ANPC变频调速系统损耗分析 被引量:5
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作者 李娜 许燕萍 何凤有 《工矿自动化》 北大核心 2014年第11期61-65,共5页
以五电平有源中点箝位ANPC高压变频调速系统为研究对象,在介绍ANPC五电平拓扑数学模型和PWM调制方法的基础上,对系统开关损耗、电容损耗以及传导损耗进行了量化分析。分析结果表明,ANPC五电平拓扑虽然损耗构成种类更多,但其在开关损耗... 以五电平有源中点箝位ANPC高压变频调速系统为研究对象,在介绍ANPC五电平拓扑数学模型和PWM调制方法的基础上,对系统开关损耗、电容损耗以及传导损耗进行了量化分析。分析结果表明,ANPC五电平拓扑虽然损耗构成种类更多,但其在开关损耗抑制方面优势显著,可使变频调速系统整体运行效率更高。 展开更多
关键词 高压变频 有源中点箝位 五电平 损耗优化 Anpc
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NPC型三电平逆变器SVPWM控制方法及中点电位平衡研究 被引量:5
6
作者 李萍 刘国忠 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第5期75-79,共5页
二极管箝位型(NPC)三电平逆变器在中、高压大容量功率变换装置中的需求越来越迫切,目前已成为研究的热点。讨论利用功率开关所生成的不同电压矢量优化合成旋转参考空间电压矢量及各矢量作用时间分配的方案,实现SVPWM控制策略驱动逆变器... 二极管箝位型(NPC)三电平逆变器在中、高压大容量功率变换装置中的需求越来越迫切,目前已成为研究的热点。讨论利用功率开关所生成的不同电压矢量优化合成旋转参考空间电压矢量及各矢量作用时间分配的方案,实现SVPWM控制策略驱动逆变器;讨论实时改变控制负小矢量作用时间的系数以平衡直流侧母线中点电位的问题。仿真结果验证了NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的正确性及中点电位平衡控制的有效性。 展开更多
关键词 二极管箝位型三电平逆变器 空间电压矢量脉宽调制 中点电位平衡 仿真
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基于SVPWM的单相三电平NPC整流器研究 被引量:2
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作者 黄嘉鹏 丛林 +2 位作者 许建平 张斐 陈章勇 《机车电传动》 北大核心 2012年第1期11-15,共5页
介绍了单相三电平中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)整流器的工作原理,推导了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)与正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)之间的关系,并在此基础上把基于S... 介绍了单相三电平中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)整流器的工作原理,推导了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)与正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)之间的关系,并在此基础上把基于SPWM的中点电压平衡算法推广至SVPWM。计算机仿真和试验结果表明,在支撑电容参数不相等的恶劣情况下,基于SVPWM的中点电压平衡方法仍能有效地抑制单相三电平中点箝位整流器的中点电压不平衡问题。 展开更多
关键词 中点电压平衡 SVPWM 三电平整流器 中点箝位
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NPC型三电平并网逆变器内外管不均压分析及抑制 被引量:3
8
作者 任康乐 张兴 +1 位作者 王付胜 屠运武 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2840-2847,共8页
中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外... 中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外管不均压机理进行了全面详尽的分析,指出回路中器件杂散参数、内外管结电容的充放电电流不对称、回路LC振荡是造成不均压的主要原因,并据此提出一种简单可靠的解决方案,该方案能够有效抑制各种工况下的内管过压问题,实验结果可验证理论分析的正确性及所提方案的可行性。 展开更多
关键词 npc型三电平逆变器 内外管 电压不均衡 分布参数 充电电流
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NNPC四电平逆变器共模电压抑制技术研究 被引量:3
9
作者 郭小强 王学惠 贺冉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1050-1058,共9页
针对嵌套式中点钳位NNPC四电平逆变器提出一种减小共模电压的载波调制策略。与传统四电平正弦脉宽调制(SPWM)相比,提出的调制策略只采用2个三角载波可将共模电压减小到直流母线电压的1/18,同时具有电容电压平衡能力。最后对传统调制方... 针对嵌套式中点钳位NNPC四电平逆变器提出一种减小共模电压的载波调制策略。与传统四电平正弦脉宽调制(SPWM)相比,提出的调制策略只采用2个三角载波可将共模电压减小到直流母线电压的1/18,同时具有电容电压平衡能力。最后对传统调制方案和该文提出的调制方案进行稳态和暂态测试,结果验证提出的方案的有效性。 展开更多
关键词 共模电压 中点钳位逆变器 多电平逆变器 脉宽调制
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NPC三电平逆变器IGBT损耗计算 被引量:1
10
作者 林辉 王博 《电子器件》 CAS 北大核心 2022年第5期1162-1167,共6页
为计算NPC三电平逆变器IGBT模块损耗,提出了一种精确计算方法。首先,结合NPC三电平工作时序,对NPC三电平电路在一个输出周期内进行详细分析,得到正负半周内IGBT模块的工作状态与电流流通路径,给出损耗发生的具体对象与类型,并建立IGBT... 为计算NPC三电平逆变器IGBT模块损耗,提出了一种精确计算方法。首先,结合NPC三电平工作时序,对NPC三电平电路在一个输出周期内进行详细分析,得到正负半周内IGBT模块的工作状态与电流流通路径,给出损耗发生的具体对象与类型,并建立IGBT工作电流函数;其次,基于对IGBT模块损耗相关耦合参数的分析,建立损耗与各个参数的函数关系;最后,结合IGBT模块的热力学模型,通过样机实测温度,得出最终结果。结果表明,所建立的IGBT模块损耗强相关参数函数准确;NPC三电平逆变电路工作时序与IGBT模块损耗分析合理,由此计算的结果可精确反应IGBT实际损耗。 展开更多
关键词 npc 三电平逆变器 IGBT 通态损耗 开关损耗
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一种新型NPC非隔离光伏并网逆变器 被引量:1
11
作者 林涛 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第6期1283-1286,共4页
三电平MPC非隔离并网逆变器具有开关损耗小、共模特性好、输出失真小等优点。提出了一种高可靠性的三电平半桥MPC逆变器,该拓扑只需要4个开关管和两个二极管就具有恒定的共模电压。更重要的是,与传统的半桥NPC逆变器相比,本文提出的拓... 三电平MPC非隔离并网逆变器具有开关损耗小、共模特性好、输出失真小等优点。提出了一种高可靠性的三电平半桥MPC逆变器,该拓扑只需要4个开关管和两个二极管就具有恒定的共模电压。更重要的是,与传统的半桥NPC逆变器相比,本文提出的拓扑结构可以在不增加死区时间的情况下避免桥臂直通问题。此外,与大多数NPC半桥逆变器和双Buck型半桥NPC逆变器相比,该拓扑具有更低的导通损耗。分析了该拓扑结构的共模模型和工作原理,证明了其优越性。最后,搭建仿真模型和实验平台验证了理论结果。 展开更多
关键词 光伏并网逆变器 npc(neutral point clamp)半桥拓扑 漏电流 直通问题 死区时间
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基于NPC逆变电路的煤矿SVG故障容错技术
12
作者 冯强 程红 +2 位作者 庄园 李德俊 陈洋洋 《煤矿机械》 北大核心 2014年第7期83-86,共4页
在SVG中开关管的脆弱性已经成为整个系统故障频发的主要原因。为了提高系统的可靠性,SVG故障容错技术越来越受到研究者的重视。故障容错技术中,根据调制策略的不同,采用不同的容错技术,在采用SVPWM(空间矢量调制)作为SVG主电路即三电平... 在SVG中开关管的脆弱性已经成为整个系统故障频发的主要原因。为了提高系统的可靠性,SVG故障容错技术越来越受到研究者的重视。故障容错技术中,根据调制策略的不同,采用不同的容错技术,在采用SVPWM(空间矢量调制)作为SVG主电路即三电平逆变电路调制策略的前提下成功将一种基于冗余矢量替代的容错分析方法应用于SVG。 展开更多
关键词 静止无功发生器 二极管中点箝位式逆变电路 空间矢量调制(SVPWM) 故障容错 三端双向可控硅
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改进的零序电压注入法控制NPC逆变器中点电位平衡 被引量:1
13
作者 刘伍丰 陆建伟 《现代电子技术》 2022年第16期18-24,共7页
中点电位平衡控制问题是三电平中点箝位(NPC)逆变器实际应用中的一个关键问题,而基于载波脉宽调制(CBPWM)的零序电压注入法是解决该问题的有效控制策略。基于此,文中提出一种基于CBPWM的零序电压注入法的改进控制策略。该方法只需要三... 中点电位平衡控制问题是三电平中点箝位(NPC)逆变器实际应用中的一个关键问题,而基于载波脉宽调制(CBPWM)的零序电压注入法是解决该问题的有效控制策略。基于此,文中提出一种基于CBPWM的零序电压注入法的改进控制策略。该方法只需要三相参考电压和直流侧电容的电压就可得出所需的零序电压注入信号,不需要三相输出电流,可简化计算过程。通过在Simulink中搭建仿真模型,对所提出的控制策略进行验证。结果表明,文中的控制策略能够有效地平衡直流侧电容的电压,相比其他零序电压注入控制方法,具有计算量小、不需要三相电流、实现简单的优点,且能够保持较低的三相输出电流THD。仿真结果与理论分析结果基本一致,说明所提出的改进控制策略是有效的。 展开更多
关键词 中点电位平衡 零序电压注入 载波脉宽调制 中点箝位 三电平逆变器 空间矢量脉宽调制
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一种五电平ANPC变换器的调制技术研究
14
作者 耿后来 李星 +2 位作者 曹伟 徐清清 李顺 《通信电源技术》 2021年第12期18-21,共4页
分析一种带悬浮电容的中性点钳位五电平逆变器的工作原理,针对其在高压时的模块应力和输出电流质量问题,结合最近矢量调制和悬浮电容平衡控制的方案,提出了一种基于平均概念的调制技术,产生所需的交流输出电压,降低功率模块应力的同时... 分析一种带悬浮电容的中性点钳位五电平逆变器的工作原理,针对其在高压时的模块应力和输出电流质量问题,结合最近矢量调制和悬浮电容平衡控制的方案,提出了一种基于平均概念的调制技术,产生所需的交流输出电压,降低功率模块应力的同时降低输出电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)。仿真研究验证了此方案的正确性,最后通过实验结果证明了所提调制技术的有效性。 展开更多
关键词 有源中性点钳位 悬浮电容平衡控制 五电平 脉宽调制
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基于改进SVPWM的三电平NPC逆变器中点电压平衡的研究 被引量:10
15
作者 许杭蓬 陈权 +1 位作者 李国丽 杜祥 《现代电子技术》 北大核心 2019年第4期129-133,共5页
三电平NPC逆变器具有直流电压利用率高、开关耐压低、输出电压谐波低等优点而被应用于高压大功率场合。而中点电压平衡问题一直是三电平NPC逆变器研究的关键。文中在传统的空间矢量调制方法的基础上进行改进,不改变原来矢量的模长,对各... 三电平NPC逆变器具有直流电压利用率高、开关耐压低、输出电压谐波低等优点而被应用于高压大功率场合。而中点电压平衡问题一直是三电平NPC逆变器研究的关键。文中在传统的空间矢量调制方法的基础上进行改进,不改变原来矢量的模长,对各扇区的不同小三角形内影响中点电位的中、小矢量进行重新分配和虚拟,理论上能完全消除电压矢量对中点电位的影响,该方法的中点电压平衡能力在全调制度范围内控制灵活且有效。通过仿真和实验验证了所提方法的正确性。 展开更多
关键词 三电平npc逆变器 脉宽调制 电压空间矢量 中点电流 中点电位平衡 全调制度
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一种三电平NPC逆变器IGBT开路判别方法 被引量:3
16
作者 邱世广 李梅 《工矿自动化》 北大核心 2014年第9期99-102,共4页
针对现有三电平NPC逆变器IGBT开路判别方法计算量大的问题,对各种IGBT开路情形进行了仿真,并分析了母线中点电压偏移的原因,进而提出了一种简单的判别IGBT开路的方法。该方法通过检测母线中点电压与逆变器三相输出电流实现IGBT开路判断... 针对现有三电平NPC逆变器IGBT开路判别方法计算量大的问题,对各种IGBT开路情形进行了仿真,并分析了母线中点电压偏移的原因,进而提出了一种简单的判别IGBT开路的方法。该方法通过检测母线中点电压与逆变器三相输出电流实现IGBT开路判断,无需附加硬件电路。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 三电平npc逆变器 开路IGBT 功率开关器件 中点电压平衡
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一种TNPC三电平逆变器的零电流软开关技术
17
作者 姚修远 金新民 +2 位作者 吴学智 吴跃林 杜宇鹏 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期55-61,68,共8页
为了改善变流器的谐波含量和效率,多电平拓扑被广泛应用于光伏和储能领域.同时,采用软开关技术能够降低开关损耗.针对T型中点钳位式(TNPC)三相三电平结构,提出了一种新型的零电流软开关变流器拓扑.该软开关拓扑每相仅需要额外使用两个... 为了改善变流器的谐波含量和效率,多电平拓扑被广泛应用于光伏和储能领域.同时,采用软开关技术能够降低开关损耗.针对T型中点钳位式(TNPC)三相三电平结构,提出了一种新型的零电流软开关变流器拓扑.该软开关拓扑每相仅需要额外使用两个辅助谐振开关器件和一条LC谐振支路,拓扑控制简单,不需要改变传统的PWM调制方法,辅管的开通时间只由LC谐振参数决定.就能保证主桥臂和辅助桥臂的开关器件实现零电流转换(ZCT),提高了系统的效率.通过换流过程方程和状态平面图,对所提出软开关技术的工作原理和控制方法进行了详细的分析和推导.通过半桥样机实验验证了所提出软开关拓扑的可行性. 展开更多
关键词 T型中点钳位式 三电平拓扑 零电流软开关 开关损耗
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电化学储能电站NPC三电平变流器仿真建模研究 被引量:4
18
作者 肖珩 李建林 +2 位作者 李雅欣 曾伟 米阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期438-445,共8页
利用仿真软件及实验设备对中点钳位型(NPC)三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器(PCS)模型,结合储能... 利用仿真软件及实验设备对中点钳位型(NPC)三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器(PCS)模型,结合储能系统、滤波电路、变压器等形成电站基本结构,并将多台设备并联建立储能电站模型;最后通过dq坐标系全解耦控制策略实现对PCS输出功率的控制,从而实现与电网的功率互动。仿真和实验结果表明,储能电站可迅速切换充、放电工作状态,并准确跟踪目标功率,输出波形良好、畸变率低的并网电压,从而实现对电网的调节。 展开更多
关键词 电化学储能 变流器 仿真建模 中性点钳位 三电平
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三电平NPC变换器谐波与电磁干扰噪声优化调制 被引量:6
19
作者 李臻 蒋程 田博文 《西安工程大学学报》 CAS 2021年第5期74-79,共6页
在许多大功率交流传动场合,随着变换器开关频率的提高,所产生的谐波和电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声也越来越高。针对三电平中点钳位(neutral-point-clamped,NPC)高频变换器谐波和EMI噪声严重的问题,在空间矢量脉冲... 在许多大功率交流传动场合,随着变换器开关频率的提高,所产生的谐波和电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声也越来越高。针对三电平中点钳位(neutral-point-clamped,NPC)高频变换器谐波和EMI噪声严重的问题,在空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略基础上,提出了一种基于Markov链的随机SVPWM方法。该方法将Markov链产生的随机数应用于SVPWM策略中,使实际频率变化更加随机均匀的分布在理论开关频率两侧,实际系统的输出线电压谐波噪声也分散在一个较宽的频段上,同时也降低了变换器的EMI噪声。仿真结果表明:提出的调制策略相比传统SVPWM策略在谐波分布上有明显的改善,传导EMI噪声也从140 dB/μV降为120 dB/μV。 展开更多
关键词 中点钳位(npc)变流器 MARKOV链 空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略 谐波 电磁干扰(EMI)
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矿用NPC三电平逆变器开关管开路故障诊断方法 被引量:2
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作者 梁宏 《工矿自动化》 北大核心 2022年第10期142-150,共9页
矿井提升机、带式输送机中电动机驱动系统的变频器大多采用中点钳位式(NPC)三电平逆变器,该逆变器开关管数量多、运行频率高,在短时间内高频率切换开关工作状态和在复杂工作环境下容易出现开关管开路故障,且故障信号具有非平稳特性。现... 矿井提升机、带式输送机中电动机驱动系统的变频器大多采用中点钳位式(NPC)三电平逆变器,该逆变器开关管数量多、运行频率高,在短时间内高频率切换开关工作状态和在复杂工作环境下容易出现开关管开路故障,且故障信号具有非平稳特性。现有NPC三电平逆变器开关管故障诊断方法存在故障特征提取困难、计算量大、故障准确率较低等问题。针对上述问题,提出了一种基于概率神经网络(PNN)的矿用NPC三电平逆变器开关管开路故障诊断方法。首先利用示波器采集逆变器三相相电压信号,并对相电压信号进行去噪、归一化等处理。然后利用Clark与Park变换将三相相电压转换为两相旋转(d−q)坐标系电压,利用经验模态分解(EMD)将d轴电压分解为多个本征模态分量(IMF),对于不同的开路故障,计算各IMF的方差贡献率,得出第2、第3、第8个IMF的方差贡献率相差较大,以这3个IMF代表不同的开路故障,并计算出它们的均值、均方差和方差,作为逆变器开关管开路故障特征向量。最后将特征向量输入PNN中进行训练与分类,实现NPC三电平逆变器开关管开路故障诊断。实验结果表明,与基于卷积神经网络(CNN)和支持向量机(SVM)的故障诊断方法相比,基于PNN的矿用NPC三电平逆变器开关管故障诊断方法具有更高的故障诊断准确率,平均故障诊断准确率达97.75%。 展开更多
关键词 矿用逆变器 中点钳位式三电平逆变器 开关管开路故障 故障诊断 概率神经网络 经验模态分解
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