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有源中点钳位三电平逆变器中点电位优化控制策略
Optimal Neutral-Point Potential Control Strategy for Active Neutral-Point Clamped Three-Level Inverter
薛贵景刘计龙李科峰代壮志麦志勤 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45
针对现有有源中点钳位三电平(ANPC-3L)逆变器空间矢量调制(SVPWM)策略在高中点电位控制精度与低复杂度间难以兼顾,且在高调制比、低功率因数下中点电位失控区域波动加剧的问题,提出一种基于简化等效SVPWM与模型预测的中点电位优化控制策略。通过构建中点电位预测模型,遍历求解最优矢量序列及其作用时间,实现快速精准调控;在不可控区域引入调制模式动态切换机制,显著抑制中点电位波动,最高降幅约80%,有效降低对直流侧支撑电容容值需求。实验在18kW三相ANPC-3L逆变器平台上验证了该策略的有效性。
解读: 该ANPC三电平中点电位优化控制策略对阳光电源多条产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器中,该技术可显著降低直流侧支撑电容需求(中点电位波动降低80%),提升系统功率密度和可靠性,特别适用于PowerTitan大型储能系统的成本优化。在SG系列1500V光伏逆变器中,该策略可改善高调制比工况下...
基于开关电容的阻抗源四桥臂逆变器及其漏电流抑制与电压增益提升
Switched-Capacitor Impedance-Source Four-Leg Inverter with Leakage Current Suppression and Enhanced Voltage Gain
Duc-Tri Do · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
本文提出一种基于开关电容技术的阻抗源四桥臂逆变器(SC-IS4LI),可实现共模电压恒定并有效抑制漏电流。通过引入直通状态的空间矢量调制(SVM)方法,获得高升压能力,并在高调制指数下改善输出电压质量。该拓扑还具有器件低电压应力的优点。文中详细分析了工作原理并提出了闭环控制策略,同时与现有阻抗源逆变器拓扑进行了对比研究。仿真与实验结果验证了所提SC-IS4LI的有效性。
解读: 该开关电容阻抗源四桥臂逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其恒定共模电压设计可有效解决光伏系统中的漏电流问题,提升系统安全性和效率,特别适用于无变压器型逆变器方案。高升压能力和低器件电压应力特性可优化PowerTitan储能系统的直流侧电压设计,降低电池串联数...
一种基于载波实现的三电平简化中点箝位逆变器新型SVM策略
A Novel SVM Strategy With Carrier-Based Implementation for Three-Level Simplified Neutral-Point-Clamped-Inverters
Zifan Lin · Qingle Sun · Qi Guan · Herbert Ho-Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
近年来,人们对三电平简化中性点钳位(3L - SNPC)逆变器展开了研究,以挖掘其在电力驱动和智能电网领域的应用潜力。遗憾的是,几乎所有关于3L - SNPC逆变器的现有论文都聚焦于控制技术的开发,而基于载波的空间矢量调制方案实现方法以及不同运行条件下相关的变流器损耗分析却付诸阙如。实际上,这两点对于工业应用至关重要。为填补这一研究空白,本文提出了一种适用于3L - SNPC逆变器的基于载波的简单空间矢量调制策略实现方法,有助于降低实现成本和复杂度。此外,通过实验对比了3L - SNPC逆变器在...
解读: 从阳光电源的业务角度来看,这项关于三电平简化中点钳位(3L-SNPC)逆变器的载波实现空间矢量调制策略研究具有重要的工程应用价值。该技术直接契合公司在光伏逆变器和储能变流器产品线的核心需求。 **技术价值分析:** 3L-SNPC拓扑相比传统两电平逆变器具有更低的开关应力和更优的输出波形质量,这对...
一种适用于中点电压不平衡的低开关数量三电平逆变器的直流链电流纹波抑制方法
DC-Link Current Ripple Reduction Method for the Reduced Switch Count Three-Level Inverter With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点,提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值,优化区域划分策略,降低占空比计算复杂度;设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控,并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性,在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二,同时保持良好的输出电流质量。
解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制,可将直流侧电流纹波降低25%-40%,直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控,为阳光电...
改进的SVM模式用于带放电路径的单级CSI在电机驱动应用中
Improved SVM Pattern for Single-Stage CSI With Discharge Path in Electric Drives Applications
Dario Benatti · Giovanni Migliazza · Emilio Carfagna · Fabio Immovilli 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年6月
近期提出的一种带放电路径的单级电流源逆变器(CSI)具备从零速开始控制驱动的能力,无需额外插入前置级变换器来控制输入直流电流。直流输入电感的尺寸可以减小,从而使功率变换器的体积和重量最小化。采用这种方式时,在整个不连续导通模式(DCM)下,输出电流会出现较大失真。本文针对低速区域提出了一种新颖的调制模式,旨在降低总谐波失真(THD)。在考虑单位时间内换相次数相同的情况下,对所提出的调制模式与经典调制模式进行了公平比较。仿真和实验结果证实了针对带放电路径拓扑的单级电流源逆变器所提出的空间矢量调制(...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于单级电流源逆变器(CSI)改进空间矢量调制技术的研究具有重要的参考价值。该技术通过优化调制策略,在不连续导通模式(DCM)下将总谐波失真(THD)从15%降低至8%,这对我们在光伏逆变器和储能系统的低速运行控制领域具有启发意义。 技术价值方面,该研究解决了单级CS...
减少器件数量的三级开关电容升压逆变器
Three-Level Switched-Capacitor Boost Inverter With Reduced Component Count
Duc-Tri Do · Vinh-Thanh Tran · Khai M. Nguyen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出一种新型少器件三级开关电容升压逆变器(3L-SC-BI)。其逆变侧仅需八个开关,较传统三级F型逆变器节省四个开关。采用开关电容结构可实现中点电压自平衡,无需电压传感器,并提升电压增益。与传统开关电容逆变器不同,电容并联时无显著涌流,其电流由电感电流限制。提出一种新的空间矢量调制方法,利用低直通状态在小矢量期间实现电容并联充电,且不影响输出电压。调制指数与升压开关占空比独立控制,提高了调制利用率,实现高电压增益和低器件电压应力。实验通过1-kVA样机验证,相比现有拓扑,在G=3.12和G=...
解读: 该三级开关电容升压逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其核心优势在于:1)减少四个开关器件,可直接降低PowerTitan储能系统的功率模块成本和体积;2)中点电压自平衡特性简化了三电平拓扑的控制复杂度,提升系统可靠性;3)高电压增益(G=3.12)特别适合低...
一种用于并网变流器的恒定开关频率abc坐标系滞环电流控制器
An abc Reference Frame Hysteresis Current Controller for Grid Connected Converter With Constant Switching Frequency Operation
Ravi Varma Chavali · Anubrata Dey · Biswarup Das · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对并网逆变器,提出了一种基于电流空间矢量目标轨迹的恒开关频率滞环电流控制(HCC)技术(HCC - TTCSV)。所提出的HCC - TTCSV技术产生的逆变器线电压谐波频谱,可确保与电压控制的传统七段式空间矢量调制(SVM)技术的谐波频谱具有相似特性。所提出的电流控制器是一种新颖的控制器(即同类中的首创),它允许在静止abc坐标系中用在线计算的电流边界来检查相电流。该控制器不遵循电流误差边界,而是进行相电流边界检查。然而,每个七段式开关周期内的相电流边界值,是通过利用一些三角关系观察电流矢量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的恒定开关频率滞环电流控制技术(HCC-TTCSV)对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的应用价值。该技术创新性地在静止abc坐标系下实现相电流边界检测,相比传统滞环控制方法,能够在保持快速动态响应的同时实现恒定开关频率运行,这直接解决了传统滞环控制开关频...