矩阵式变换器改善智能建筑电能质量的研究

矩阵式变换器是直接交-交变换装置,没有中间大容量直流储能环节、功率密度高、体积小、重量轻,可获得和输入交流电压同频且相位可控的输入电流和负载所需的电流波形,谐波分量小,使用寿命长,能忍受高温、粉尘等恶劣运行环境.本文分析了矩阵式变换器用于智能建筑的可能性,在基于RB-IGBT构成的三相/三相矩阵式变换器-异步电动机系统上,实验验证了系统在不同工况下的输入输出电流均可调制为正弦波,输入输出电流谐波分量减少,用于智能建筑可改善电能质量,达到节能效果.     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

电力电子技术2005年度总目录

研究与设计新型Buck逆变器研究与应用!!!!!!!!!!!!韩思亮,等(1-1)基于空间矢量调制的三相矩阵式变换器!!!!!!!文辉清,等(1-4)三相AC/DC变换器的滑模电流控制!!!!!!!!!万军,等(1-7)异步电动机直接转矩控制起动方法的研究!!!!!!姜杉,等(1-9)一种全桥单向高频链逆变器!!!!!!!!!!!!     

三相异步电动机相间功率不对称现象分析及保护电路设计

通过对三相异步电动机空载实验中遇见的故障——三相相间功率的极大不对称性进行分析。设计了电动机在功率极大不对称运行时的保护电路,同时该保护电路对缺相运行也能起到保护作用,从而确保了三相异步电动机的安全运行。     

用相量图计算三相电机单相运行最佳电容

从三相异步电动机单相运行的典型电路出发，进行实验分析此类问题，找出一种通用相量图和一般计算公式，实现三相电动机单相运行最佳电容配制。     

用相量图计算三相电机单相运行最佳电容

从三相异步电动机单相运行的典型电路出发，进行实验分析此类问题，找出一种通用相量图和一般计算公式，实现三相电动机单相运行最佳电容配制。     

新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机稳态性能分析

对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。     

矩阵式变换器在电源异常时的运行性能分析

矩阵式变换器是一种直接型的三相交流-交流电能变换装置.由于不具有直流储能环节,其输入侧电源的异常情况直接影响到输出侧的性能.本文根据矩阵式变换器的工作原理,从理论上分析了变换器在输入侧电源电压幅值不平衡和波形非正弦两种情况下的输出特性,讨论了输入侧电压变化对输出电压和电流中谐波成分的影响.分析了输入侧电源瞬时断电时矩阵式变换器的运行特性.按照上述三种异常情况,在一台2.7kVA的矩阵式变换器样机上进行了实验评估.     

不对称规则采样法SPWM矩阵式变换器

通过对三相矩阵式AC-AC拓扑结构变换电路的分析,把AC-AC九开关式矩阵式变换器等效为虚拟“整流”和“逆变”2部分;分析了不对称规则采样法正弦脉冲宽度调制SPWM(Sine Pulse Width Modulation)波生成原理,并把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器。在理论上对这种变换电路推导出了各种条件下的开关组合、各开关组合的通断时序和通断时间计算公式。使用Matlab/Simulink对结论进行了仿真,证明了把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器是可行的,应用推导结论可根据需要在矩阵式变换器上生成相位、幅值、频率均可调的三相SPWM调制波。     

矩阵式变换器的调制策略综述

矩阵式变换器所含开关较多,数学模型复杂,控制繁琐,因而在矩阵式变换器的实际应用中,采用适当的调制策略加以实现,这是保证系统稳定可靠运行的一个至关重要的环节。本文在矩阵式变换器拓扑结构和换流方法的基础上,详细综述了三相-三相交流矩阵式变换器的几种调制策略,最后对矩阵式变换器的调制策略进行了展望。     

一种新颖的矩阵式三相/单相变换器的设计与实现

提出了一种新颖的矩阵式三相/单相变换器,变换器由三相整流桥和单相逆变桥组成,其最大特点是开关管只需要采用单极性开关管并且无需直流母线支撑电容。三相整流桥采用基于扇区判断的同步整流控制策略,得到六脉波直流母线电压,并经过单相逆变桥得到频率和幅值可调的单相交流电。设计并制作了一台1.5kVA的样机,PSIM仿真结果和样机实验结果的吻合验证了本文所提出变换器的可行性。     

基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究

针对三相-单相矩阵变换器系统,提出了一种新型调制策略,即将虚拟整流级的空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)和虚拟逆变级的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)相结合进行控制,通过简单的调制合成即可实现输出电压正弦。研制了基于四步半软换流策略的1 kW三相-单相矩阵变换器实验样机,实验结果验证了所提控制策略的可行性和正确性。     

三相电容式电机

阐述一种新型的节能电机——三相电容式电机。基于单相电机的分析方法,根据三相电容式电机的结构,对其性能方程进行探讨,得到运转电容的最优配置。最后,将对三相电容式电机的样机进行实验,实验数据与理论计算结果吻合较好。通过理论分析和实验证明,三相电容式电机相比传统的三相电机,其功率因数和效率确实有所提高,其性能更为优越。     

三相Boost型AC/AC交流变换器的研究与实现

详细分析了三相Boost型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略。通过比较各相输出电压值的大小,并结合输出电乐误差放大信号与三角载波的比较结果,可确定各开关管的工作状态。在各自1/3基波周期内,三相Boost型AC/AC交流变换器可看成是两个独立的单相Boost型AC/AC交流变换器的组合。本文对三相Boost型AC/AC交流变换器进行了仿真研究,并研制了一台原理样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

三相四线制背靠背变换器零电压开关技术

提出了一种零电压开关ZVS(zero-voltage-switching)三相四线制背靠背BTB(back-to-back)变换器拓扑及齐边沿脉宽调制EA-PWM(edge aligned pulse width modulation)方法,辅助开关仅需要在每个开关周期内动作一次,就可以实现BTB变换器中所有功率器件的零电压开通。介绍了电路拓扑及调制方法,进行了阶段分析,并推导出了零电压开关条件。最后在一台50 kVA的绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)实验样机进行了验证。     

三相Boost型AC/AC交流变换器的研究与实现

本文对三相Boost型AC/AC交流变换器进行了仿真研究,并研制了一台原理样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

三相交错式双向DC/DC储能变流器的研究

大功率双向DC/DC变流器是电力储能系统的重要环节,三相交错技术的引入克服了传统单相DC/DC变流器的缺点。实验结果表明,三相交错式双向DC/DC变流器应用于电力储能系统能获得较好的电压、电流波形,为电网及储能系统的安全稳定运行提供了保障。     

无锁相环三相DC/AC变流器直接功率预测控制

以三相DC/AC变流器为研究对象,给出了一种无锁相环直接功率预测控制方法,能实现对并网功率的无差拍控制,并且为降低锁相环对控制性能的影响,实现无锁相环控制。根据采样控制导致的两拍延时,采样控制频率为载波频率两倍,精确计算得到下一拍的变流器状态量,然后针对给定功率参考值根据公式直接计算得到三相变流电路的输出。推导得到控制系统设定的频率与电网频率的偏差对所提出控制方法的性能没有影响,论证了无锁相环的可行性。最后构建了三相并网变流器Simulink仿真模型和实验样机,利用Simulink中的Embedded Coder模块实现控制系统仿真模型到DSP硬件控制系统C语言程序的转换,通过仿真和实验验证了控制方法的有效性。     

基于IR1153S的三相高功率因数整流器设计

以三相功率因数技术(PFC)为基础,研究了基于单周期控制的单相功率因数校正芯片IR1153S来实现三相PFC的功能。理论推导了三相之间的解耦关系,选取了6 kW试验样机主电路的相关参数,采用专用芯片实现三相PFC功能,极大的简化了电路的设计。仿真和实验结果表明,整流器功率因数在0.99以上,电流谐波分量低。     

晶闸管控制的单相–三相变换器

提出一种单相电源供电时适用于异步电机传动的单相–三相变换器。由于仅采用7个晶闸管和1个移相电容,该变换装置具有造价低、结构简单的特点。分析该变换器的工作原理及开关过程,并提出一种基于开环变压变频(variable voltage variable frequency,VVVF)和变压恒频(variable voltage constant frequency,VVCF)控制的单相–三相离散跳频控制策略,用于电机的起动和稳态运行控制,一方面保证了电机在低频阶段足够大的起动力矩,另一方面可使电机稳步起动到额定转速。仿真和实验结果表明了该控制策略的有效性以及系统方案的可行性。