空间载波移相法.

多电平逆变器拓扑结构及其控制策略的比较多电平逆变器主要有三种拓扑结构：二极管箝位型、飞跨电容型和级联型。

二极管箝位型电路需要保证直流侧电容均压，控制困难，实际应用中还是三电平电路为主，一般不超过五电平。

飞跨电容型，亦称电容箝位型，同样存在电容电压平衡控制及冗余开关状态优化的问题，实际应用较少。

级联型多电平逆变器，又称链式逆变器，以普通的单相全桥（H桥）逆变器为基本单元，将若干个功率单元直接串联，串联数越多，输出电平数也越多。

它的优点是不存在电容平衡问题，电PWM控弦波，5电平以一、NPC型多电平逆变器优点：1）可根据不同的需要选择不同的功率器件，提高功率器件的利用率；2）电平数越大，输出电压的谐波含量就越少，输出电压波形与正弦波就越接近；3）可直接实现大功率和高电压，功率变换装置的成本降低。

缺点：1）每相桥臂开关器件的工作频率不同，造成了各开关器件的负荷不一致；2）对于m电平电路来说，每个桥臂需要（m-1）（m-2）个箝位二极管，即随着电平数的增加，所需箝位二极管数目将快速增加，成本增加；3）电平数越大，利用冗余开关状态来平衡分压电容的电压平衡的控制算法就越复杂。

二极管箝位型三电平逆变器1.拓扑结构三电平逆变器共有33=27的空间电压矢量，3个零矢量，独立的空间电压矢量有19（=1+1*6+2*6）个，60°区域小三角形个数为1+3=4。

2.控制策略1实际上，2运算34①坐标变换采用的60°坐标系为g-h坐标系，取g轴与α轴重合，逆时针旋转60°为h轴，设参考矢量，坐标系α-β到g-h坐标系的坐标变换公式为：则坐标系a-b-c到g-h坐标系的坐标变换公式为：归一化处理后（矢量坐标整数化），将三电平逆变器的基本矢量变换至g-h坐标系，得到的变换到60°坐标系下三电平逆变器的空间矢量图如图所示：②矢量分区方法扇区的确定方法：空间矢量图可分成6个扇区（A-F），设参考电压矢量在60°坐标系中的坐标为。

NPC三电平逆变器及其中点电位平衡的研究一、本文概述Overview of this article随着电力电子技术的快速发展和可再生能源的大规模应用，电力转换和电能质量控制成为了电气工程领域的研究热点。

其中，三电平逆变器作为一种高效的电能转换装置，在风力发电、太阳能发电、电机驱动等领域得到了广泛应用。

然而，三电平逆变器在运行过程中，中点电位平衡问题一直是影响其性能稳定性的关键因素。

因此，对NPC（Neutral Point Clamped）三电平逆变器及其中点电位平衡的研究具有重要的理论价值和实际意义。

With the rapid development of power electronics technology and the large-scale application of renewable energy, power conversion and power quality control have become research hotspots in the field of electrical engineering. Among them, three-level inverters, as an efficient energy conversion device, have been widely used in fields such as wind power generation, solar power generation, and motor drive. However, the issue of midpoint potential balance has always been a keyfactor affecting the performance stability of three-level inverters during operation. Therefore, the study of NPC (Neutral Point Clamped) three-level inverters and their midpoint potential balance has important theoretical value and practical significance.本文旨在深入探讨NPC三电平逆变器的工作原理、中点电位平衡控制策略以及实际应用中的关键技术问题。

收稿日期：2011－06－21作者简介：蔡兴（1987-），男，江西新建人，学士，主要研究方向：电气自动化。

0引言自20世纪50年代电力电子技术诞生以来，经过几十年的飞速发展，至今已被广泛应用于电力系统、电机调速等需要电能变换的领域。

日本学者南波江章（A.Naba ）于1980年提出三电平中点钳位逆变器以来，引起人们的普遍关注。

由于在节能、可靠性和性能指标等方面的巨大优势,使得它越来越多地被人们所采用。

经过近30年的研发，很多学者相继提出了具有实际意义的多电平逆变器电路及多种多电平逆变器的调制控制方法。

当前的多电平逆变器的主要结构有：H 桥级联式（Cascaded H-bridge ）、电容箝位式（Capacitor-Clamped ）、二极管箝位式（Diode-Clamped ）、飞跨电容嵌位式（Flying-Capacitors ）。

为了更好地利用这项技术，许多研究人员提出了一些改进：在拓扑的研究方面，改进的主要方向是减少器件使用数量，并解决电容电压的不平衡等问题;在控制方面，改进的主要方向是优化输出波形和算法等[1]（p5-13）。

1多电平逆变器种类及优缺点分析1.1二极管箝位式多电平逆变器及其优缺点二极管钳位式多电平逆变器是研究最早和应用最多的一种多电平逆变器。

二极管钳位式多电平逆变器是通过串连的一系列电容将较高电压分成一系列较低的电压。

一个M 电平的二极管钳位多电平逆变器在直流侧需要M-1个电容。

例如一个三相五电平二极管钳位式逆变器的一相，在其直流侧含有4个大小相同的电容C 1,C 2，C 3和C 4。

若直流侧的总电压为1V ，那么每个电容上分得的电压为V/4，并且通过钳位二极管的作用，每个开关器件上的电压应就限制在一个电容的电压V/4上，这样逆变器合成的输出电压就可以相对地提高了。

二极管钳位多电平逆变器只需要一个公共的直流电源，这使它的整流侧设计比较简单。

虽然开关器件被钳位在V/4电压上，但是钳位二极管却要承受不同倍数的V/4反向电压。

移相多重化整流技术论述1、电力电子多重化技术是指在大功率电力电子电路中，使用若干个相同结构的电路拓扑通过移相处理后进行串联或者并联连接，构成输入侧或者输出侧等效多脉波的电路形式，有利于降低谐波、减小无功、提高电力电子装置的电压等级及装置容量。

在高频工作场合，电力电子多重化技术还能够降低单元电路的工作开关频率以提高整体电路的工作频率，最大限度地利用全控型开关器件开关频率与通流能力、耐压水平的综合效力。

包含串联多重化与并联多重化，串联多重化除了降低谐波含量、提高功率因素外要紧用于高电压场合，以提高电力电子装置的电压等级；并联多重化除了降低谐波、提高功率因素外要紧用于大电流场合，以提高电力电子装置的电流容量。

2、多电平逆变器的调制方法要紧为：①特定谐波消除法（SHEPWM）；②空间矢量法（SVPWM）；③基于载波的PWM操纵法（SHPWM）三种。

消除特定谐波法消除特定谐波PWM操纵法有如下优点：①能够降低开关频率，降低开关损耗；②在相同的开关频率下，能够生成最优的输出波形；③能够通过调制得到较高的基波电压，提高了直流电压利用率，最多可达1.15。

多电平空间矢量调制法将三相系统的电压统一考虑，并在两相系统进行操纵。

这种操纵方法称之电压空间矢量操纵，它的特点在于对三相系统的统一表述与操纵，与对幅值与相位同时操纵这两个方面。

模型简单，便于微机实时操纵，并具有转矩脉动小，噪声低，直流电压利用率高的优点，因此目前不管在开环操纵还是闭环操纵系统中均得到广泛的应用。

基于载波的PWM调制技术多电平变换器载波PWM操纵策略，是两电平载波SPWM技术在多电平中的直接推广应用。

由于多电平变频器需要多个载波，因此在调制生成多电平PWM 波时有两类基本方法：①首先将多个幅值相同的三角载波叠加，然后与同一个调制波比较，得到多电平PWM波，即载波层叠法(Carrier Disposition，CD)PWM，该方法可直接用于二极管箝位型多电平结构操纵，对其他类型的多电平结构也适用；②用多个分别移相，幅值相同的三角载波与调制波比较，生成PWM波分别操纵各组功率单元，然后再叠加，形成多电平PWM波形，称之载波移相法(Phase Shift Carrier，PSD)PWM，通常用在H桥级联型结构与电容钳位型结构。

载波移相技术在高压变频器中的应用摘要：载波移相技术在高压变频器中具有非常突出的应用效果，基于此，文章对载波移相技术的原理和方法进行了详细分析，并对其在高压变频器中的应用展开了讨论，希望对有关部门提供一定帮助。

关键词：载波移相技术；高压变频器；应用近年来，我国对变频器的应用非常重视，低压变频器已经成为了电气工作中不可缺少的一个电气设备，并在生活中逐渐普及，但是高压变频器的推广仍然存在一些问题。

由于高压变频器的技术难度较大，成本较高，设备占地面积也比较多，所以用户很难接受。

为了实现高压变频器的推广和使用，可以在高压变频器中应用载波移相技术，采取多单元串联的方案，该方案不仅输出电压波形较好，输入电流谐波成分也比较少，对于功率器件没有其他要求，只要做好隔离和抗干扰即可。

载波移相技术是应用该方案最关键的一项技术，文章以此为基础，重点分析了载波移相技术的控制原理和方法，尤其是在高压变频器中的应用，促进了高压变频器的推广和使用。

一、载波移相技术的控制原理及方法（一）载波移相技术的控制原理分析三角载波移相是运用在级联式多电平变流器中的方案，其控制原理为：将一个正弦调制波信号与一个三角载波信号对比，所产生的SPWM波需要加在各个功率单元中，而且所用功率单元中的正弦调制波信号都相同，但是对于各个功率单位来说，其中的三角载波信号和与之相邻的功率单元三角载波信号之间存在一定角度的相移，在该相移作用下，各个功率单元所出现的SPWM脉冲会相继错开，进而导致功率单元输出SPWM波形中的等效开关频率比原来要高出很多倍，有效降低输出电压的谐波。

通常情况下，级联式多电平变流器会采用H桥逆变器串联的方案，具体如图1所示。

（二）载波移相技术的控制方法分析一般来说，三角载波移相方案是将一个正弦调制波信号和一个三角载波信号结合在一起所产生的信号加在第一个功率单位上，之后将SPWM脉冲信号按照顺序延迟三角载波周期的1/n的角度，最终再加在其他的功率单位上，促使各个功率单位中的输出脉冲电压波形互相错开，从而形成多电平SPWM电压波形。

基于载波移相控制的三相VIENNA整流器研究王绍煦;曾奕彰;黎文权;郭超群;付君宇【摘要】提出了一种降低输入电流纹波和平衡输出电压的三相三电平升压整流器载波移相控制方法.该控制方法可在不影响整流性能的前提下简化控制电路,不仅简单,还可通过同步控制信号,降低器件的开关频率,使输入电流纹波最小、输出电压完全可控、输出中点电压平衡、开关频率恒定、EMC滤波器设计简化、瞬态性能和稳态性能增加以及成本降低.最后,数值仿真和实验证明了该方法的正确性和优越性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】载波移相;三相;VIENNA整流器【作者】王绍煦;曾奕彰;黎文权;郭超群;付君宇【作者单位】深圳市科华恒盛科技有限公司,广东深圳 518055;漳州科华技术有限责任公司,福建漳州 363000;深圳市科华恒盛科技有限公司,广东深圳 518055;深圳市科华恒盛科技有限公司,广东深圳 518055;深圳市科华恒盛科技有限公司,广东深圳 518055【正文语种】中文0 引言随着电力电子技术的发展和电子整流器、静态变流器等交直流设备非线性特性的广泛利用，配电系统产生的谐波电流畸变不断增大，电力污染问题日益突出[1]。

现代交直流变流器使输入电流跟踪输入电压，功率因数接近1。

电网要求变流器呈现一个电阻负载[2]，以降低电路复杂度和元件应力，提高功率密度、效率、可靠性及输出电压的可控性。

文献[3]提出了功率器件开关频率与电网频率相同的控制方法，可在相电压过零时动作，开环控制简单，总谐波失真处于可接受的工作水平。

但是，该方法不能控制输出电压，总谐波失真在开关器件导通角度选择不同于30°时增加。

虽然文献[4]在文献[3]的基础上改善了控制方法，但仍不能控制输出电压。

文献[5-6]分别采用先进的空间矢量调制技术和复杂的数字逻辑技术，利用信号处理器实现控制，且均使用了滞回控制器。

1.绪论载波相移技术是一种适用于大功率变流器的优秀调制策略，能够在较低的器件开关频率下，通过组合装置中各变流器单元开关间的相互配合，实现较高等效开关频率的效果，不但使SPWM技术应用于特大功率场合成为可能。

多电平电路是指其输出具有多个电平的大功率变换电路。

和其它电路相比，多电平电路不是依靠高开关频率来实现谐波抑制的，而是通过特定的电路拓扑来提高电路的总容量和输出电压的总电平数，并使输出接近正弦波，从而实现扩大容量和抑制谐波的作用。

由于其独特的优势，自其诞生的那天起，发展就十分迅速，现在已成为电力电子学科发展前沿之一。

多电平变流器的拓扑结构多种多样，近年，多种新型拓扑不断涌现，但目前已经工业化应用的多电平变流器拓扑结构主要有三相中点钳位型和级联型两种，其中级联型拓扑又以易于模块化、直流侧相互独立等显著优点被人们广泛应用于各种大功率电力电子装置中。

对于级联型变流器而言，目前广泛采用的开关调制技术是载波相移 SPWM 技术，该技术具有开关负荷均衡、谐波特性优越等优点，能在较低的开关频率下实现较高的等效开关频率的输出。

载波相移SPWM 技术在理论上和实践上取得了很多重要的成果，已经成为级联型多电平变流器的标准调制技术。

当今，随着数字信号处理器(DSP)，现场可编程门阵列(FPGA)等数字控制芯片成本的降价，其应用也越来越广泛。

数字控制以其灵活性等特点，在很多领域内正逐步取代模拟控制，成为控制系统的新趋势。

因此，不久的将来，数字控制必然将在控制领域占据主导地位。

随着数字控制技术的蓬勃发展，载波相移 SPWM 技术的数字化也成为了一种趋势。

然而，在载波相移调制技术数字化的过程中，遇到了一个棘手的问题，即 PWM 脉冲发生器的问题。

载波相移 SPWM 技术对 PWM 发生器数目的要求是极其庞大的。

对于一个三相 2N+1 电平的级联型多电平变流器而言，采用载波相移 SPWM 调制时需要 6N 对互补的 PWM 驱动脉冲，即 6N 个 PWM 发生器。

换相法天线相控阵一、介绍天线相控阵（Antenna Array）是一种通过调整天线单元之间的相位差来实现波束的方向和宽度控制的技术。

换相法（Phase Shifting）是天线相控阵中常用的一种方法，通过改变天线单元的输入相位，可以实现对发射或接收信号的波束方向和形状的控制。

本文将详细介绍换相法天线相控阵的原理、应用和未来发展方向。

二、原理天线相控阵的原理基于波的干涉和叠加效应。

在天线相控阵中，每个天线单元都可以独立调整输入信号的相位，通过控制相位差来实现波束的形状和方向的控制。

具体来说，通过改变天线单元之间的相位差，可以实现信号的相长叠加或相消干涉，从而实现波束的形状和方向的调整。

三、应用天线相控阵在无线通信、雷达、航空航天等领域有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景：1. 无线通信天线相控阵可以在无线通信系统中实现波束赋形，提高信号的传输距离和质量。

通过调整天线相位差，可以将信号聚焦在特定的方向上，减少信号的传播损耗和干扰，提高通信的可靠性和容量。

2. 雷达天线相控阵在雷达系统中可以实现波束扫描，提高目标探测和跟踪的准确性和效率。

通过调整天线相位差，可以实现雷达波束的快速转向和形状调整，从而实现对目标的精确探测和跟踪。

3. 航空航天天线相控阵在航空航天领域可以应用于通信、导航和雷达等系统。

在航空通信系统中，天线相控阵可以提高通信距离和质量，增强飞机与地面站之间的通信能力。

在导航系统中，天线相控阵可以实现对卫星信号的接收和定位，提高导航的精度和可靠性。

在雷达系统中，天线相控阵可以实现对空中目标的探测和跟踪，提供航空交通管制和防空作战的支持。

四、换相法实现换相法是一种常用的天线相控阵实现方法。

具体来说，换相法通过改变天线单元的输入相位来实现波束的形状和方向的调整。

以下是换相法的实现步骤：1. 天线单元设计首先需要设计天线单元，包括天线元件、驱动电路和相位调节器等。

天线单元应具有宽带、高效率和低副瓣等特性，以满足天线相控阵的要求。

空间载波相移法用于全息CT测量气体温度场陈希慧;焦春妍;李俊昌【摘要】为了能从干涉图像中快速识别相位,将空间载波相移法用于实时全息检测,以电热丝周围的气体为研究对象,采用单次曝光法作了实时全息实验,获得两种干涉图像,结合全息CT技术,均得到了待测气体的温度场.研究结果经比较表明,该方法在实时全息干涉测量中,不但可行,而且准确度高,便于实际应用.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2006(030)004【总页数】3页(P412-414)【关键词】全息;相位测量;全息干涉术;空间载波相移法;CT技术;温度场【作者】陈希慧;焦春妍;李俊昌【作者单位】昆明理工大学,理学院,昆明,650093;昆明理工大学,理学院,昆明,650093;昆明理工大学,理学院,昆明,650093【正文语种】中文【中图分类】O438.1引言在无损检测领域中,全息干涉测量是一项重要技术[1～5]。

随着高性能CCD的出现及计算机技术的高速发展，用CCD记录干涉图并由计算机处理已成为科学研究和工程检测的有力手段。

实际测量中，CCD把携带被测物理量信息的光波以干涉图的形式记录下来，而被测物理量往往隐含在光波相位中，故如何从干涉图中解调出物光波相位是问题的关键。

常用的相位测量方法有时间相移法、空间相移法、空间载波相移法和傅里叶变换法等[2]。

它们有不同的特点，获取相位信息时所需干涉图的数量也不相同，因此，根据实际测量做合理选择，才能获得满意的结果。

全息干涉计量中，单次曝光法是一种能进行实时全息检测的方法，因被测物理量随时间变化，若只用一幅干涉图就可获取物光相位信息，便更容易进行实时测量。

目前流行的方法有两种：傅里叶变换法[3]与空间载波相移法[4]。

但将后者用于实时全息检测的报道较少，因此对其进行研究，以期了解该方法在实时全息检测中的特点，为相关研究提供参考。

1 实验方法及基本原理波长λ=0.6328μm的He-Ne激光通过分束镜分为两束光。

三电平逆变器的关键技术及其应用The Key Technology and Application of Three-level Inverter康劲松同济大学主要内容¾0.概述¾1.三电平逆变器的拓扑结构¾2.三电平逆变器的控制策略¾3.三电平逆变器中点电压不平衡问题¾4.三电平逆变器设计的关键技术0. 概述¾多电平（设为N电平）逆变器与传统的两电平逆变器相比，在相同条件下具有以下优点：¾可产生2N－1层阶梯型输出电压，保证有更为接近正弦的波形，谐波含量减小；¾开关器件每次开关时电压变化率dv/dt小，为两电平逆变器的1/（N－1），器件的开关应力减小；电流变化率di/dt也相应减小, 电机的转矩脉动和电磁噪音降低，电磁干扰（EMI）问题大大减轻；¾效率高，在同样谐波含量时，多电平逆变器开关频率大大降低，开关损耗明显减少；¾适用于高压、大功率应用场合。

0. 概述-在变频调速中的应用轧钢系统水泥制造业0. 概述-在变频调速中的应用高炉鼓风机造纸业0. 概述-在轨道交通中的应用中国CRH2（和谐号）动车组日本新干线高速列车0. 概述-在电力系统中的应用静止无功功率补偿器综合潮流控制器0. 概述-在电力系统中的应用直流输电新能源并网1.三电平逆变器的拓扑结构首先是德国学者Holtz于1977年首次提出，德文为Dreipunktshaltung,直译为中文为三点式电路；其主电路采用常规的两电平电路结构，在每相桥臂中点与直流侧电源中点用一对反并联的功率器件辅助中点箝位，从而逆变器的每相交流输出电压有三种电平。

日本学者Nabae1980年提出新的结构形式：中点采用二极管箝位而两个功率主管串联的方案，即中点箝位式三电平逆变器（Neutral PointClamped Three-level Inverter）。

文章编号：1005—7277（2009）02—0021—052009年第31卷第2期第21页电气传动自动化ELECTRIC DRIVE AUTOMATION Vol．31，No．22009，31（2）：21～251引言近年来，级联型多电平逆变器由于具有输出容量大、易于模块化、易于扩展、适用于中高压大功率场合且输出电压谐波含量小等优点，在中高压调速、大功率有源电力滤波和交流柔性供电等领域得到了广泛应用。

级联型多电平逆变器每相由几个低压PWM 功率单元串联而成。

各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电，每个功率单元都分别进行整流、滤波、逆变。

因此级联型多电平逆变器可以通过采用较低电压等级的功率开关器件串联的方法实现中高压的输出；每个功率单元采用比较低的开关频率，而串联后的等效开关频率可以得到成倍数的提高，大大减少了开关损耗、降低dv/dt 和输出谐波含量。

级联型多电平逆变器的调制方法主要包括阶梯波调制法、谐波注入式脉宽调制法、载波相移SPWM 调制法、开关频率优化脉宽调制法和空间矢量调制法，目前级联型多电平高压变频器主要采用基于载波相移的SPWM 控制技术［1］。

与载波相移SPWM 法相比，空间矢量法具有谐波特性好、电压利用率高、开关损耗低且控制方法简单便于数字实现等优点［2］。

但随着电平数的增多，尤其是超过五电平以后，开关状态数和电压矢量数成倍地增加，电压矢量的选择和计算都变得极为复杂，很难在实际系统中得到应用。

移相空间矢量调制法结合了载波相移SPWM 法和空间矢量法的优点，采用传统的两电平空间矢量，对多电平级联逆变器的左半桥臂和右半桥臂分别进行调制，并且逆变器的级与级之间进行矢量相移，以增加输出波形的电平数，从而减小输出谐波［3］。

该调制方法算法简单，性能优越且易于扩展，本文对载波相移SPWM 调制法和移相空间矢量调制法分别进行了研究，通过仿真分析了两者之间的异同和优劣，为选择多电平逆变器的控制策略提供了理论依据。

EAST快控电源载波移相分析
唐柯;高格;刘辉;吴义兵
【期刊名称】《核聚变与等离子体物理》
【年(卷),期】2012(032)002
【摘要】EAST装置的快控电源是用来维持等离子体在垂直方向稳定性的,由H桥逆变电路组成.为了增加电平数,使快控电源安全平稳地进行,可以采取载波移相的方法.利用双重Fourier变换,讨论了PWM的特点,分析了载波移相的原理.研究了输出电压电平数与调制比的关系,对不同调制比下的输出电平数做了仿真分析.并且提出了一种同时增加电平数和消除谐波的新调制方法,通过MATLAB仿真验证了分析结果的正确性.
【总页数】6页(P171-176)
【作者】唐柯;高格;刘辉;吴义兵
【作者单位】中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031
【正文语种】中文
【中图分类】TL62+2
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3.EAST快控电源中空心电抗器磁热耦合分析 [J], 胡云鹏;鲍晓华;张程;陈远洋;高格
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