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基于矢量分类的NPC型三电平双三相PMSM的改进模型预测电压控制
An Improved Model Predictive Voltage Control of NPC Three-Level Dual Three-Phase PMSM Based on Vector Classification
袁庆庆步凡谢晓彤夏鲲 · 中国电机工程学报 · 2025年2月 · Vol.45
针对多电平多相电机驱动系统中电压矢量数量多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题，以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为对象，提出一种基于电压矢量三角区域分类的改进模型预测电压控制策略。通过基波子平面大投影幅值原则对729个电压矢量进行初筛，并结合三角区域分类法确定候选矢量及期望电压所在区域。设计兼顾定子电流谐波抑制与直流侧中点电位平衡的目标函数，研究多目标权重因子的理论选取方法。实验结果表明，该策略在不同工况下有效提升了控制性能并显著降低了计算负担。
解读: 该三电平多相电机驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的矢量分类与多目标优化MPC策略可应用于电机控制器开发，通过729个电压矢量的快速筛选算法显著降低计算负担，满足实时控制需求。中点电位平衡控制技术可借鉴至ST储能变流器的NPC三电平拓扑设计，提升直流母线电压稳定性。多目标权...
一种基于虚拟矢量PWM的准Z源三电平逆变器新型控制算法实现
A Novel Control Algorithm Implementation of Quasi-Z-Source Three-Level Inverter Based on Virtual Vector PWM
柴锦 · 刘通 · 王伟胜 · 陈阿莲 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
准Z源三电平逆变器中升压控制与中点电位平衡控制之间存在强耦合，严重制约系统性能。为此，提出一种基于虚拟矢量脉宽调制的中点电位平衡策略，通过直流母线电容电压闭环控制抑制中点电位低频波动，并结合恒直通升压调制策略，解耦升压控制对中点电位的影响，确保准Z源网络具备充足升压能力。仿真与实验结果验证了所提控制策略的有效性。
解读: 该虚拟矢量PWM控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。准Z源三电平拓扑兼具升压与三电平优势，所提出的解耦控制策略可直接应用于：1）ST2236/2500UX等大型储能PCS，解决宽电压范围运行时的升压与中点电位平衡矛盾，提升直流侧电压利用率；2）1500V光...
面向输出电压波形质量及中点电位动态性能提升的三电平逆变器混合虚拟空间矢量调制策略
A Hybrid Virtual Space Vector Modulation Strategy for Three-Level Inverters to Enhance Output Voltage Waveform Quality and Neutral-Point Potential Dynamic Performance
张鑫刘增宋英王绪杰刘进军 · 高电压技术 · 2025年4月 · Vol.51
中点电位平衡是三电平逆变器稳定运行的基础。现有虚拟空间矢量调制方法虽可改善中点电位动态性能，但在跨扇区选择开关矢量时易降低输出电压波形质量。为此，提出一种混合虚拟空间矢量调制策略，根据中点电位偏移程度自适应切换控制模式。当偏移较小时，全扇区遵循“最近三矢量原则”选取开关矢量以提升波形质量，并结合闭环控制稳定中点电位；当偏移较大时，通过筛选并延长小矢量作用时间，增强中点电位调控的动态响应。实验结果验证了该策略在波形质量与中点平衡方面的有效性与优越性。
解读: 该混合虚拟空间矢量调制策略对阳光电源的三电平拓扑产品具有重要应用价值。可直接应用于SG350/400HX大功率组串式逆变器和ST2000kW储能变流器等产品,优化输出电压波形质量的同时提升中点电位动态响应。该技术通过自适应切换控制模式,在保证波形质量前提下增强中点电位调控能力,有助于提高产品可靠性。...
基于改进DPWM的三电平逆变器多目标优化算法
A Multi-Objective Optimization Algorithm for Three-Level Inverters Based on Improved DPWM
柴锦 · 王伟胜 · 卢家璇 · 刘通 等5人 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
三电平逆变器在中高压应用中备受关注，但传统连续脉宽调制（CPWM）存在开关损耗高、共模电压（CMV）波动大及中点电位不平衡等问题。本文在分析CMV产生机理基础上，推导出基于离散脉宽调制（DPWM）的CMV抑制条件，提出一种改进的DPWM调制策略，可在DPWM0～DPWM3模式下同时降低开关损耗并抑制CMV。进一步结合中点电位控制方法，实现三电平逆变器的多目标优化控制。仿真与实验结果验证了该策略的有效性。
解读: 该改进DPWM多目标优化算法对阳光电源三电平产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和大功率SG光伏逆变器中，三电平拓扑广泛应用于中高压场景，该技术可同时解决开关损耗、共模电压和中点电位平衡三大核心问题。对PowerTitan等MW级储能系统，降低开关损耗可直接提升系统效率0.5-1%，抑制CM...
考虑低频共模电压的LCL型三电平并网逆变器多目标集成分-合控制方法
Multiobjectives Integrated Division-Summation Method for LCL-Type Three-Level Grid-Connected Inverter Considering Low-Frequency Common Mode Voltage
Jiang Liu · Guobing Song · Maojun Deng · Yiming Ren 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
LCL型三电平并网逆变器广泛应用于光伏发电系统，具有多个独立控制目标。本文提出一种集成分-合（I-D-Σ）控制策略，可同时实现并网电流跟踪、中点电位平衡、谐振抑制及低频共模电压抑制。针对双分-合（D-D-Σ）方法仅考虑电流与谐振抑制的不足，引入虚拟零电位点以实现中点电位控制；并提出基于全连接卷积神经网络（FC-CNN）的低频共模电压估计算法，有效解决无传感器条件下共模电压不可观测问题。所提I-D-Σ方法通过低频共模电压补偿显著降低其幅值。实验结果验证了该策略的有效性。
解读: 该I-D-Σ多目标集成控制技术对阳光电源SG系列三电平光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。研究提出的虚拟零电位点中点平衡控制可直接优化现有三电平拓扑产品的直流侧电容电压均衡性能，延长器件寿命。基于FC-CNN的无传感器低频共模电压估计算法可降低系统成本，其共模电压抑制技术能有效减少对地漏电流...
基于超 twisting 观测器的单相中点钳位H桥级联逆变器固定开关频率无模型预测控制
Model-Free Predictive Control With Super-Twisting Observer of Single-Phase Neutral-Clamped H-Bridge Cascade Inverters With Fixed Switching Frequency
Lei Yuan · Jia-Wei Mei · Anfei Xu · Xiao Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对有限控制集模型预测控制中开关频率不固定和参数失配的问题，提出一种基于单相级联H桥中点钳位逆变器的连续控制集无模型预测控制（CCS-MFPC）方法。通过在每个控制周期内使用三个电压矢量并依据其代价函数反比分配作用次数，实现固定开关频率；综合考虑开关动作减少与中点电位平衡，将27个开关矢量组合为32段序列。引入中点电位偏差至代价函数，采用多目标预测有效平衡中点电位。建立单相CHB-NPC逆变器的超局部模型，并设计超 twisting 滑模观测器估计集中扰动，提升控制器参数鲁棒性。实验平台验证了该...
解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。固定开关频率方案可降低EMI滤波器设计难度，提升系统可靠性；超twisting观测器增强参数鲁棒性，适应储能系统宽范围工况变化；中点电位平衡策略可直接应用于三电平NPC拓扑的ST2752UX等产品，延...