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三相软开关PWM逆变器载波方式的选择 被引量:13
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作者 陈国呈 周勤利 +1 位作者 孙承波 谷口胜则 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期52-56,共5页
详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且... 详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且谐振电路损耗大 ,直流电压的利用率低 ;硬开关PWM逆变器采用锯齿载波调制 ,必将导致严重的电流波形失真 ;软开关PWM逆变器交替使用正负斜率锯齿载波 ,不但谐振电路的起振时间容易控制 。 展开更多
关键词 三相软开关pwm逆变器 载波方式 开关 零电压 零电流 死区时间 谐振电路
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基于E类逆变器的机器人直流电机无线供电系统软开关
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作者 毛玲 左孝磊 +2 位作者 尹伊凡 赵晋斌 张俊伟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4406-4417,共12页
机器人技术的快速发展推动了机器人的广泛应用,但传统有线供电方式布线复杂、易损坏,且限制其运动灵活性,难以满足日益丰富的场景需求。因而,无线供电技术成为理想解决方案。针对基于E类逆变器的无线电能传输系统在机器人直流电机起动... 机器人技术的快速发展推动了机器人的广泛应用,但传统有线供电方式布线复杂、易损坏,且限制其运动灵活性,难以满足日益丰富的场景需求。因而,无线供电技术成为理想解决方案。针对基于E类逆变器的无线电能传输系统在机器人直流电机起动过程中因负载动态变化导致持续硬开关问题,该文提出一种副边电容动态匹配以实现电机起动过程中全时域开关零电压导通(ZVS)方法。首先,在对直流电机起动到稳态运行全时域等效负载变化特性展开研究的基础上,探究副边电容动态调整下的等效负载特性。其次,分析并获取E类逆变器软开关工作状态下的负载变化区间。再次,提出相应的动态匹配策略,以确保系统在起动过程中全时段维持软开关状态。最后,搭建一台功率为50 W的实验样机,在所提策略下,系统从起动瞬间到稳定运行保持全过程软开关,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无线供电 E类逆变 动态电容匹配 人直流电机 开关
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三相四开关逆变器驱动PMSM混合多矢量MPC策略
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作者 郭磊磊 靳雪妍 +2 位作者 王朋帅 李琰琰 楚之乐 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期170-184,共15页
针对常规的模型预测控制(MPC)策略存在电流纹波较大、缺乏严格的理论基础等问题,提出了一种考虑直流电压脉动的可视化分析方法,以评估三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统常规多矢量MPC策略的有效性。详细介绍了基于可视化分析... 针对常规的模型预测控制(MPC)策略存在电流纹波较大、缺乏严格的理论基础等问题,提出了一种考虑直流电压脉动的可视化分析方法,以评估三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统常规多矢量MPC策略的有效性。详细介绍了基于可视化分析的常规多矢量MPC策略有效性的证明方法,并根据该方法证明了三矢量MPC策略比单矢量MPC策略具有更小的电流控制误差和纹波。然而,该分析结果也表明,在整个电压矢量平面内,常规三矢量MPC策略并没有完全优于常规双矢量MPC策略。为此,根据该分析结果提出了一种混合多矢量MPC策略,通过融合常规双矢量和三矢量MPC策略,进一步降低了电流控制误差和纹波。最后,对比实验研究验证了所提混合多矢量MPC策略的有效性。 展开更多
关键词 模型预测控制 永磁同步电机 三相开关逆变 可视化分析 混合多矢量 直流电压脉动
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三相软开关逆变器的PWM实现方法 被引量:58
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作者 许春雨 陈国呈 +1 位作者 张瑞斌 张凌岚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期23-27,共5页
该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能... 该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能解决上述问题,但是会造成在锯齿波垂直沿前后处于零矢量状态,电机的能量与谐振电路不发生交换,不能满足软开关谐振条件。指出要实现本电路的软开关动作模式,载波必须采用正负斜率交替的锯齿波,并根据电机电流极性来切换锯齿波的斜率,这是逆变器开关元件实现软开关动作的必要条件。实验证明了采用本控制方式,逆变器的输出电流波形具有良好的正弦度。 展开更多
关键词 三相开关逆变 pwm 电力电子技术 谐振电路 电路结构
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ZVT软开关三相PWM逆变器控制策略研究 被引量:13
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作者 许春雨 陈国呈 +1 位作者 孙承波 屈克庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期36-41,35,共7页
探讨了一种交流谐振环节软开关逆变器的电路拓扑及其控制方法,在该拓扑下采用SAPWM 调制的软开关实现策略,正负斜率交替的锯齿载波将所有功率开关器件的开通动作集在锯齿载波的垂直沿处,有利于软开关动作的实现。详细分析了该 ZVT 软开... 探讨了一种交流谐振环节软开关逆变器的电路拓扑及其控制方法,在该拓扑下采用SAPWM 调制的软开关实现策略,正负斜率交替的锯齿载波将所有功率开关器件的开通动作集在锯齿载波的垂直沿处,有利于软开关动作的实现。详细分析了该 ZVT 软开关拓扑的动作模式,建立了实现软开关动作的控制方法,并对系统进行了数字仿真。仿真结果表明采用该控制方法能实现逆变器功率开关器件的零电压软开关动作。 展开更多
关键词 逆变 ZVT 开关 交流谐振环节
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软开关技术三相PWM逆变器及效率的分析研究 被引量:20
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作者 明正峰 倪光正 钟彦儒 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期30-34,45,共6页
首先对一种软开关技术三相PWM逆变器电路的工作原理及实验验证结果进行了介绍和分析。然后用对比的方法对文中讨论的软开关逆变器电路的功率损耗及工作效率进行了详细的数学描述 ,给出了开关器件及由其构成的逆变器功率损耗的简化数学... 首先对一种软开关技术三相PWM逆变器电路的工作原理及实验验证结果进行了介绍和分析。然后用对比的方法对文中讨论的软开关逆变器电路的功率损耗及工作效率进行了详细的数学描述 ,给出了开关器件及由其构成的逆变器功率损耗的简化数学模型。最后在一个驱动三相电动机的逆变器实际电路中对相关的数学分析结论进行了实验验证 。 展开更多
关键词 开关 逆变 电路 效率 功率损耗 数学分析 电力驱动系统
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硬开关和软开关三相PWM逆变器中偏差电压引起的波形畸变及校正策略比较 被引量:10
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作者 明正峰 钟彦儒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期85-90,共6页
传统的硬开关PWM逆变器中,开关死区时间的设置在逆变器的输出端产生偏差电压,该偏差电压引起输出电压和电流一定程度的畸变;而在谐振直流环节软开关逆变器中,直流环节上的零电压凹槽也在逆变器的输出端产生偏差电压及输出波形畸变;该文... 传统的硬开关PWM逆变器中,开关死区时间的设置在逆变器的输出端产生偏差电压,该偏差电压引起输出电压和电流一定程度的畸变;而在谐振直流环节软开关逆变器中,直流环节上的零电压凹槽也在逆变器的输出端产生偏差电压及输出波形畸变;该文的目的在于通过图解和理论分析的方法对这两种影响进行详细的比较和描述,并得出重要结论:硬开关逆变器中产生的偏差电压与输出电流方向有关而软开关逆变器中产生的偏差电压与输出电流无关,使得其输出波形畸变原理和校正策略完全不同;最后在规格完全相同的硬开关和软开关电路中实验验证了相关结论的正确性。 展开更多
关键词 开关 开关 三相pwm逆变 偏差电压 波形畸变 校正策略
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三相FMSPWM软开关逆变器分析与设计 被引量:10
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作者 朱忠尼 陈坚 王荣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期79-84,共6页
针对双极性FMSPWM逆变器只能用于单相变换器的问题,提出了一种三相FMSPWM软开关逆变器拓扑结构,分析了三相FMSPWM实现软开关的原理,提出了最佳载波频率公式,对电路中主要元件参数进行了设计。实验结果证明了该电路能实现三相逆变器开关... 针对双极性FMSPWM逆变器只能用于单相变换器的问题,提出了一种三相FMSPWM软开关逆变器拓扑结构,分析了三相FMSPWM实现软开关的原理,提出了最佳载波频率公式,对电路中主要元件参数进行了设计。实验结果证明了该电路能实现三相逆变器开关管的软开关、改善输出波形质量。 展开更多
关键词 开关 调频调宽 逆变
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一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的效率分析 被引量:3
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作者 明正峰 钟彦儒 宁耀斌 《西安理工大学学报》 CAS 2001年第1期19-24,共6页
讨论了一种用于电机驱动的软开关三相 PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题 ,给出了软开关条件下的三相 PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论 :选择... 讨论了一种用于电机驱动的软开关三相 PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题 ,给出了软开关条件下的三相 PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论 :选择适当的谐振元件 ,不仅能使软开关三相 PWM逆变器电路工作在很高的开关频率下 ,而且能使逆变器的效率得到明显的提高。对具体电路的计算结果表明理论分析是正确的。 展开更多
关键词 三相逆变 零电压过渡 开关 开关损耗 效率
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三相软开关逆变器的PWM控制 被引量:1
10
作者 曾方 《电测与仪表》 北大核心 2009年第S2期127-129,133,共4页
常规的PWM逆变电路,电力电子开关器件在大电压下导通,大电流下关断,处于强迫开关过程,因而存在开关损耗大,工作频率低、体积大及电磁干扰严重等缺点。本文在理论分析的基础上,将PWM调制技术与软开关技术相结合,利用单片机和大规模PWM集... 常规的PWM逆变电路,电力电子开关器件在大电压下导通,大电流下关断,处于强迫开关过程,因而存在开关损耗大,工作频率低、体积大及电磁干扰严重等缺点。本文在理论分析的基础上,将PWM调制技术与软开关技术相结合,利用单片机和大规模PWM集成芯片,设计了一个用于异步电机驱动的三相SPWM调制型的开环VVVF控制的软开关逆变器电路的控制方案,对几个关键性电路的工作原理作了较为详细的分析说明,给出了部分实际电路图和运行结果。 展开更多
关键词 开关逆变 DC/AC Spwm
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三电平逆变器固定开关频率的模型预测开关序列控制
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作者 朱敏龙 张煌辉 +1 位作者 张杰梁 金涛 《中国测试》 北大核心 2025年第2期97-105,共9页
为解决传统有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,该文提出一种基于离散虚拟电压矢量的最优开关序列模型预测控制策略。所提策略采用开关序列的方式来固定开关频率,利用离散空间矢量的原理预定义虚拟电压矢量,引入一个查找... 为解决传统有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,该文提出一种基于离散虚拟电压矢量的最优开关序列模型预测控制策略。所提策略采用开关序列的方式来固定开关频率,利用离散空间矢量的原理预定义虚拟电压矢量,引入一个查找表来描述虚拟电压矢量的开关序列占空比,并通过一种有效的寻优算法来减少控制策略的计算负担。仿真结果表明:所提控制策略在固定逆变器开关频率的同时,避免繁琐的权重系数整定过程,直流侧电容电压偏移控制在3%以内。 展开更多
关键词 三相三电平逆变 模型预测控制 开关频率
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双向ZVT-PWM三相软开关逆变器的原理分析及仿真研究 被引量:1
12
作者 高珊 冯之钺 《电工电能新技术》 CSCD 1999年第3期6-8,63,共4页
本文提出了一种双向ZVT-PWM软开关逆变器,该逆变器可实现自然谐振,极大地简化了控制电路。采用修正的空间矢量控制方法实现了真正的PWM控制。本文还深入分析了该电路的工作原理及和控制策略,并且对谐振元件参数进行了优化... 本文提出了一种双向ZVT-PWM软开关逆变器,该逆变器可实现自然谐振,极大地简化了控制电路。采用修正的空间矢量控制方法实现了真正的PWM控制。本文还深入分析了该电路的工作原理及和控制策略,并且对谐振元件参数进行了优化设计。本文以7.5kW异步电机为负载,开关频率为20kHz,对该电路进行了仿真分析,仿真的结果证明了该电路的正确性和可行性。 展开更多
关键词 开关 脉宽调制 逆变 仿真
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软开关有源钳位逆变器逐波限流控制策略研究 被引量:1
13
作者 叶怡伟 陈敏 徐德鸿 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期43-50,共8页
软开关有源钳位逆变器能够实现功率器件的软开关,有利于提升逆变器功率密度和动态性能。但在发生过流故障时,若采用传统的逐波限流策略,即过流时封锁功率器件的方法,将使直流母线电流由流向逆变桥变为流向直流侧。由于软开关变换器谐振... 软开关有源钳位逆变器能够实现功率器件的软开关,有利于提升逆变器功率密度和动态性能。但在发生过流故障时,若采用传统的逐波限流策略,即过流时封锁功率器件的方法,将使直流母线电流由流向逆变桥变为流向直流侧。由于软开关变换器谐振电感的存在,直流母线电流与谐振电感电流叠加流过辅助开关器件,使辅助开关器件承受大电流应力。针对上述情况,提出1种改进逐波限流策略,通过改变逐波限流发生后的逆变桥开关状态,减少流向直流侧的直流母线电流,从而显著抑制电流应力,并通过3 kW软开关有源钳位逆变器实验进行了验证。 展开更多
关键词 开关有源钳位逆变 过流 逐波限流
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一种新型有源箝位软开关三相并网逆变器 被引量:29
14
作者 李睿 马智远 徐德鸿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第30期30-38,共9页
提出了一种新型软开关三相并网逆变器,通过在逆变器直流侧增加1个由辅助开关、谐振电感和箝位电容组成的谐振支路,可以实现逆变器主开关和辅助开关的零电压开通,同时开关反并联二极管反向恢复电流得到抑制。逆变器主开关和辅助开关具有... 提出了一种新型软开关三相并网逆变器,通过在逆变器直流侧增加1个由辅助开关、谐振电感和箝位电容组成的谐振支路,可以实现逆变器主开关和辅助开关的零电压开通,同时开关反并联二极管反向恢复电流得到抑制。逆变器主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率,主开关和辅助开关电压应力均等于逆变器直流母线电压。对逆变器的调制策略、软开关谐振过程进行了研究,分析了逆变器谐振参数的设计方法,设计了20 kW实验样机并完成了实验验证。 展开更多
关键词 三相逆变 零电压开关 开关
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软开关三相逆变器磁链轨迹的研究 被引量:6
15
作者 许春雨 陈国呈 +1 位作者 孙承波 屈克庆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期29-33,共5页
近年来零电压开关PWM变频技术受到人们的普遍关注。其基本思想是,通过零电压开关电路使逆变器主电路在各载波周期起始时刻产生谐振,确保各功率开关器件在主电路P、N极间电压为零期间进行动作切换。为了使谐振电路正常工作,通常采用正负... 近年来零电压开关PWM变频技术受到人们的普遍关注。其基本思想是,通过零电压开关电路使逆变器主电路在各载波周期起始时刻产生谐振,确保各功率开关器件在主电路P、N极间电压为零期间进行动作切换。为了使谐振电路正常工作,通常采用正负斜率交替的锯齿波作为 载波,这使得该PWM模式的零电压矢量的作用时间较传统硬开关SPWM模式发生很大变化。该文利用空间电压矢量概念,深入分析了软开关PWM模式下磁链的运动轨迹。指出在硬开关:PWM模式下,磁链的运动速度靠零空间电压矢量调节;而在软开关PWM模式下,空间电压矢量的作用时间发生了很大变化,有时甚至没有零空间电压矢量。但该模式依靠非零空间电压矢量进行调节,使得磁链的运动速度仍然保持与硬开关时完全相等。文章还分析了软开关PWM逆变器电流波形畸变的原因,并从磁链轨迹圆出发,提出相应的补偿方法。实验证明了该方法能有效地改善逆变器的输出电流波形。 展开更多
关键词 三相逆变 磁链轨迹 pwm 调制原理 功率开关 电磁干扰 开关
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一种高效率软开关三相并网逆变器 被引量:14
16
作者 李睿 马智远 徐德鸿 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期62-66,共5页
提出一种只采用一个辅助开关,即能实现所有开关的零电压开通,并能抑制二极管反向恢复的高效率软开关三相并网逆变器。逆变器可以采用空间矢量调制(SVM)策略,主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率。分析了软开关三相并网逆变器的开... 提出一种只采用一个辅助开关,即能实现所有开关的零电压开通,并能抑制二极管反向恢复的高效率软开关三相并网逆变器。逆变器可以采用空间矢量调制(SVM)策略,主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率。分析了软开关三相并网逆变器的开关过程,给出了谐振参数设计步骤。研制了20 kW实验样机并完成了实验验证,实验结果表明,并网逆变器满载效率达到98%。 展开更多
关键词 并网逆变 三相脉宽调制逆变 零电压开关 开关
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软开关PWM逆变器拓扑结构及效率分析 被引量:9
17
作者 王强 张化光 +2 位作者 褚恩辉 刘秀翀 侯利民 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期342-348,共7页
针对硬开关逆变器开关损耗大的问题,提出了一种控制简单的软开关PWM逆变器的拓扑结构,其拓扑结构中没有辅助开关器件,每相设置有一组谐振电感,保证各相的谐振不会互相干扰。对拓扑结构及其效率进行了理论分析。仿真结果表明,与未改进的... 针对硬开关逆变器开关损耗大的问题,提出了一种控制简单的软开关PWM逆变器的拓扑结构,其拓扑结构中没有辅助开关器件,每相设置有一组谐振电感,保证各相的谐振不会互相干扰。对拓扑结构及其效率进行了理论分析。仿真结果表明,与未改进的拓扑结构相比,开关器件开通时电流没有突变,开关器件开通时的电流变化率和关断时的电压变化率被有效地降低,各相的工作过程相互独立。实验结果表明:与硬开关逆变器相比,输出线电压的畸变率降低了,效率得到了改善。该软开关逆变器能减小开关损耗,有效地提高效率和输出波形的质量。 展开更多
关键词 逆变 开关 零电压开关 死区时间
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一种双辅助谐振极型三相软开关逆变器的研究 被引量:11
18
作者 褚恩辉 黄亮 +1 位作者 张化光 冯健 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第15期3912-3920,共9页
针对辅助谐振变换极型逆变器在实际应用中辅助开关管难以实现零电压关断(zero voltage switch,ZVS)这一问题,在一种改进型谐振极逆变器回路拓扑的基础上提出一种双辅助谐振极型软开关逆变器回路拓扑及调制策略。它不仅具有以前讨论过的... 针对辅助谐振变换极型逆变器在实际应用中辅助开关管难以实现零电压关断(zero voltage switch,ZVS)这一问题,在一种改进型谐振极逆变器回路拓扑的基础上提出一种双辅助谐振极型软开关逆变器回路拓扑及调制策略。它不仅具有以前讨论过的辅助谐振极逆变器的所有优点,而且可有效避免因回路配线形态所带来的回路寄生电感和寄生电容对辅助开关管的ZVS关断所造成的影响,确保辅助开关管可靠的实现ZVS关断。在所提调制策略下,根据不同工作模式下的等效电路图,分析该逆变器的工作原理、软开关实现条件及参数设计方法。最后使用绝缘栅双极型晶体管作为开关器件制作一台10 k W、16 k Hz样机,通过实验验证该逆变器的有效性。 展开更多
关键词 逆变 谐振极 双辅助谐振极 开关 零电压开关
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两级式三相自然软开关DC/AC逆变器 被引量:4
19
作者 耿攀 吴卫民 +1 位作者 叶银忠 刘以建 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第30期39-44,共6页
随着可再生能源并网发电受到越来越多的关注,并网逆变器得到了广泛应用,人们期望并网逆变器在不同负载等级下和宽输入电压范围内实现均能高效率。该文提出一种两级式三相自然软开关DC/AC逆变器拓扑。该拓扑与传统带Boost升压电路的三相... 随着可再生能源并网发电受到越来越多的关注,并网逆变器得到了广泛应用,人们期望并网逆变器在不同负载等级下和宽输入电压范围内实现均能高效率。该文提出一种两级式三相自然软开关DC/AC逆变器拓扑。该拓扑与传统带Boost升压电路的三相逆变器相比,在直流平波电容支路增加了一个辅助开关。通过适当的时序控制可以实现Boost开关管零电压开通,辅助开关工作在全软状态,输出级逆变器软开关次数比传统方案多12.5%。首先分析该种拓扑的工作原理;然后分析第2级电路的具体软化次数;最后,通过10kW样机上的实验验证理论分析。 展开更多
关键词 自然开关 三相逆变 效率 升压
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四开关三相逆变器全调制度范围内两种等效PWM算法 被引量:11
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作者 刘勇超 葛兴来 +1 位作者 蒲俊楷 唐启迪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期206-215,227,共11页
为提高两电平逆变器单桥臂故障重构拓扑四开关三相逆变器(FSTPI)的直流电压利用率,提出了一种FSTPI的空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法,该算法根据调制度的大小将整个过调制区域划分为过调制模式Ⅰ区、过调制模式Ⅱ区和过调制模式Ⅲ... 为提高两电平逆变器单桥臂故障重构拓扑四开关三相逆变器(FSTPI)的直流电压利用率,提出了一种FSTPI的空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法,该算法根据调制度的大小将整个过调制区域划分为过调制模式Ⅰ区、过调制模式Ⅱ区和过调制模式Ⅲ区。为揭示全调制度范围内FSTPI的SVPWM算法和载波脉宽调制(CBPWM)算法的内在联系,从调制函数角度出发,基于PWM规则采样法,分别推导了与这三个过调制模式区SVPWM算法等效的CBPWM算法,并得到了随着调制度变化,全调制度范围内CBPWM相应等效调制函数的变化规律。理论研究表明,全调制度范围内,FSTPI的SVPWM算法是一种特殊形式的CBPWM算法。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性和有效性。 展开更多
关键词 故障重构拓扑 开关三相逆变 空间矢量脉宽调制 载波脉宽调制 过调制调制函数
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