相位可控三相Buck型AC/AC变换器

提出了相位可控三相Buck型AC/AC变换器的电路拓扑结构,该电路由3个单相Buck交流单元和三相输出滤波器构成,其滤波电容以三角形接法相连,使得3个单相Buck交流单元中3次谐波电压相互抵消,继而确保输出滤波电感中不流过3次谐波电流,在输出端得到相位可控的正弦输出线电压。详细研究了电路工作原理,给出了参数选择控制策略,在仿真分析的基础上,研制了原理样机,实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

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。     

Buck型AC/AC交流变换器的设计与实现

本文详细分析了Buck型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略。通过对输入电压的极性判断,并结合输出电压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。对Buck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,最后给出了仿真与试验结果,仿真和试验结果验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

级联式Buck-Boost AC／AC变换器

详细分析了Buck型和Boost型AC/AC变换器的工作原理及其控制方法,在此基础上提出了一种新型级联式Buck-Boost AC/AC变换器及其三模式控制策略.三模式控制策略是比较输入电压与基准输出电压的大小,使得变换器只有3种工作模式:Buck模式、Boost模式和滤波模式.该电路虽然由Buck型和Boost型AC/AC变换器2级变换器级联而成,并采用2级占空比调制,但实际上最多只存在一级功率变换,具有控制简单、变换效率高、开关管电压应力低等优点.仿真结果证明了级联式Buck-Boost AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的正确性.     

单相Boost型AC/AC交流变换器的分析与实现

详细分析了单相Boost型AC/AC交流变换器的工作原理及其控制策略。通过对输入电压的极性判断,并结合输出电压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。对单相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,仿真和试验结果验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

Buck型AC/AC直接变换器

新颖Buck型AC/AC直接变换器使用了较少的功率器件实现单级功率变换和能量双向流动,利于提高变换器的功率密度和变换效率.本文给出了其工作模态和工作原理的详细分析,讨论了该变换器的两种PWM调制策略,并指出第二种调制策略可降低开关损耗.采用滞环电流控制的Buck型AC/AC直接变换器可对输入电压畸变进行有效抑制,保持输出电压高度正弦.仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

升降式交流斩波器

介绍了一种新颖的Buck-Boost型交流斩波器.该交流斩波器将Buck-Boost型DC/DC变换器的开关管双向化,可实现单级降压或升压的AC/AC直接变换和能量双向流动.该变换器使用较少的功率器件实现了单级功率变换和能量双向流动,有利于提高变换器的功率密度和变换效率.详细研究了其工作模态和原理.分析了该变换器的两种PWM调制策略,并指出采用第2种调制策略可降低开关损耗.采用滞环电流控制的Buck/Boost型交流斩波器可对输入电压畸变进行有效抑制,保持了输出电压波形的高度正弦化.仿真和实验验证了分析的正确性.     

ISOP AC/DC变换器系统控制策略研究

串联输入并联输出交流/直流(ISOP AC/DC)变换器广泛应用于新能源汽车、纺织机械中高电压大电流场合,在ISOP AC/DC变换器传统控制策略的基础上,提出了一种采用交叉电流反馈控制的策略,论述了该控制策略的稳定性机理。通过对变换器的建模与仿真实验分析,验证了其有效性。仿真结果表明,系统在此控制策略下实现了很好的功率均分。     

Buck型三电平AC-AC变换器控制策略研究

详细分析了Buck型三电平AC/AC变换器拓扑结构和工作原理,提出了一种在联合输出电压和飞跨电容电压控制的基础上结合输入电压极性判断的控制策略,实现了输出电压和飞跨电容电压的闭环控制,并研制原理样机对该控制策略进行了验证。实验结果表明,采用该控制策略的Buck型三电平AC/AC变换器具有结构简单、易于实现、波形品质好等优点。该变换器相比于其两电平变换器,可以使开关管的电压应力减小一半,并大大减小输出滤波器的大小,适用于高压大功率场合。     

输入并联输出串联AC/AC变换器的研究

传统两电平AC/AC变换器的开关管电压应力高,输出电压和输入电流谐波含量较高。针对此问题,基于多模块串并联组合变换器的相关技术,提出了一种输入并联输出串联(IPOS)电流源高频交流环节AC/AC变换器。为保证该变换器的正常工作,研究并提出了一种均压控制策略。此控制策略实现了该变换器在4种工作模式下的输出均压和输入均流。实验结果验证了该变换器的工作原理和控制策略的正确性,该变换器适用于较低输入电压和较高输出电压交流电能变换场合。     

基于模块并联的新型交流斩控变换器研究

对现有的交流调压技术进行了研究,以单相交流斩波电路为基础,提出了一种新颖的交流斩波电路拓扑及一种改进的交流斩波PWM控制方法。为了改善输出电压的波形质量,该文采用了输出占空比前馈,并结合输出电压的平均值和瞬时值的双环控制方案。在该控制方案的基础上,实现了交流模块的并联控制,并取得较好的并联效果。实验结果证明了该控制方法的可行性和有效性。     

新型三相-单相交流发电系统拓扑结构及其控制策略仿真研究

针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基础上提出了一种通过永磁同步电机的正序电流和零序电流分别实现变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压解耦控制的新型控制策略。该策略采用MATLAB构建系统仿真模型,在不同发电机转速和负载情况下对系统进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流拓扑无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,且具有优异的动态特性。     

DC-bus voltage control of three-phase AC/DC PWM converters usingfeedback linearization

In this paper, a fast voltage control strategy of three-phase AC/DC pulsewidth modulation (PWM) converters applying a feedback linearization technique is proposed. First, incorporating the power balance of the input and output sides in system modeling, a nonlinear model of the PWM converter is derived with state variables such as AC input currents and DC output voltage. Then, by input-output feedback linearization, the system is linearized and a state feedback control law is obtained by pole placement. With this control scheme, output voltage responses become faster than those in a conventional cascade control structure. For robust control to parameter variations, integrators are added to the exact feedback control law. Since the fast voltage control is feasible for load changes, it is shown that the DC electrolytic capacitor size can be reduced. In addition, the capacitor current is analyzed for size reduction of the capacitor. As is usual with PWM converters, the input current is regulated to be sinusoidal and the source power factor can be controlled at unity. The experimental results are provided to verify the validity of the proposed control algorithm for a 1.5 kVA insulated gate bipolar transistor PWM converter system     

双Buck双向交流斩波器

提出一种新颖的双降压式交流斩波器。传统交流斩波器换流时必须遵循严格的换流次序,存在换流时器件电压尖峰过高的问题;一般采用等占空比调制,对交流系统已有的谐波畸变没有任何抑制能力。双降压式交流斩波器可实现AC/AC直接降压变换,或反方向的AC/AC直接升压变换。采用电流单向开关和半周工作方式,结构简单、所需器件较少;由于电路结构的内在特点,无桥臂直通的可能,功率器件可同时导通,从根本上消除了换流电压尖峰;采用滞环电流控制方案的双降压交流斩波器具有良好迅速的输出电能瞬态调节能力,可得到高质量的输出电压波形。试验验证了以上分析的正确性。     

Boost型AC-AC直接变换器

介绍了一种新颖的Boost型AC-AC直接变换器.该AC-AC直接变换器通过将Boost DC-DC变换器的开关管双向化得到,可实现单级升压AC-AC直接变换和能量双向流动.给出了其工作模态和工作原理的详细分析.传统交流斩波器大多采用等占空比方式的有效值调节,不能对输入畸变进行有效抑制.讨论Boost型AC-AC直接变换器的双环控制策略,可对输出波形进行动态调整.仿真验证了以上分析的正确性.     

基于PWM交流斩波的高压直流电源

本文提出了一种结构新颖的高压直流电源。该电源主要由两部分构成:交流斩波部分和12脉波整流部分。交流斩波器通过控制占空比方便地调节输出电压,而串联式的二极管12脉波整流器,则可得到高质量的高压直流。控制电路采样高压直流电压作为反馈,经PI调节器调节交流斩波器的占空比。仿真结果表明,该直流电源在输入及负载变化时,能够快速响应、输出稳定。实验结果证明了该方法的可行性。     

基于三相非对称Cuk斩波器的感应电机软起动

提出适用于感应电机软起动的新型非对称Cuk交流斩波电路.在分析非对称Cuk斩波电路工作原理基础上,构建了分析电路动态性能的PSPICE仿真模型,通过与传统晶闸管交流调压电路、Buck斩波调压电路的输出谐波及转换效率对比分析,研制出基于AVR控制的15 kW/25 kHz的软起动器.仿真和实验结果表明,新型软起动器具有效率高.控制简单,成本低的优点,可应用于中小功率感应电机的软起动,替代常规品闸管交流调压式软起动器.     

π型Buck-Boost交流变换器

提出一种对称结构π型Buck-Boost交流变换器及其变结构控制策略。该变换器由Buck交流单元和Boost交流单元组成,与级联式两级电路相比,省去前级LC输出滤波器,简化了电路结构。根据前、后单元的工作与否,π型交流变换器存在4种工作模式:Buck模式、Boost模式、直通模式和Buck-Boost模式。通过等效改变电路结构,变结构控制策略使得π型Buck-Boost交流变换器只有3种工作模式:Buck模式、Boost模式和直通模式。π型Buck-Boost交流变换器虽然具有两个独立的控制对象、采用两级占空比调制,但实际上最多只有一级功率变换,且存在直接功率传递通路,适用于稳压或调压应用场合。     

瞬时电压值控制单相Buck型交流变换器研制

分析瞬时电压值控制单相Buck型交流变换器的电路结构和工作原理，给出该变换器的控制策略。在理论分析的基础上，详细介绍了电路的软硬件设计，研制了1台原理样机，进行实验验证。