可调式逆变器输出滤波器的原理与实践

提出一种基于可调电感的可调式逆变器输出滤波器.根据电机和逆变器工作状态,通过加在直流励磁绕组上的可控电源对可调电感进行控制.在电机起动时,使电感值较小,以便产生较大的起动力矩;在稳态运行时,根据基波频率、载波频率和负载电流来改变电感值,以便获得较好的滤波效果和电气传动效果.与定常参数滤波器相比,可调式滤波器能较好地满足电气传动系统对滤波器的特殊要求.可调电感的主要特点是,能够进行连续电气调节,易于实现闭环,通过对结构的合理设计可以得到近似线性电感.给出了以数字信号处理器 DSP 为控制单元的可调式逆变器输出滤波器的基本结构,分析了滤波器和近似线性可调电感的工作原理,以及可调电感的控制策略,并列举了部分试验结果.     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时，要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率，这必然增加逆变器的技术难度和成本，限制了有源滤波器在大功率场合的应用，作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器，根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量，同时逆变器输出电压频率较低，逆变器开关频率可相应降低，逆变器与无源滤波器电感并联，当逆变器发生故障时，无源滤波器仍能正常工作，由于并联滤波电感的分流作用，逆变器电流减小。此外，还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电波检测方法，Matlab仿真结果表明，并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近，但其中逆变器电流减少50％。     

有源电力滤波器（APF）滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究。采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器条桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ＰＷＭ）控制。结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器光流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;     

有源电力滤波器(APF)滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究．采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器各桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ Ｐ Ｗ Ｍ） 控制．结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器交流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;对电力系统中的波动,快速变化的负荷,有源电力滤波器能够进行动态补偿     

考虑负载效应的逆变器输出滤波器的优化设计

对逆变器驱动感应电机时的负面效应进行了分析,提出了一种考虑负载效应的逆变器输出滤波器优化设计方法.优化结果既能满足对滤波器幅频特性的要求,同时又能提高滤波器的负载应变能力.所设计的滤波器可以有效地减少逆变器输出PWM波形对电机轴承和定子绝缘材料的损坏.在逆变器输出滤波器研究平台上,对Rockwen公司1336plusⅡ逆变器驱动5 kW感应电机系统进行了实验研究和仿真分析,结果表明方法可以有效提高滤波性能.     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

dq0坐标系下微网电压电流双闭环下垂控制方法及其逆变器设计

下垂控制是在微网中广泛使用的一种控制策略,下垂控制的逆变器联网运行时,微源输出功率为下垂曲线在频率等于50 Hz处的功率值,逆变器相当于恒功率输出。在介绍了下垂控制的基本原理和具体实现方法的情况下,研究了下垂控制的逆变器并网运行时的特性,得出了线路阻抗和下垂系数均象征着并网过程中系统阻尼的结论,设计了下垂控制的功率控制器和逆变器输出端滤波器的参数取值,利用matlab模型对设计进行仿真,并设计了下垂控制离网运行时的频率恢复控制方法。     

基于分级交交变频的软起动器的设计

利用传统电子式软起动电路,采用分级交交变频控制策略有选择性地开通或者关断工频电源的半个周波,来获得可调的频率和电压值去控制电机起动过程,并进行理论分析、仿真和试验研究。重点设计基于16位单片机80C196KC的软起动器,实验证实该策略使电机在起动时获得小的电流和大的起动转矩,与理论分析、仿真结果一致,解决了直接起动时的弊端,证实该策略的有效性和可靠性。     

基于共模电压抑制的六相电机空间矢量调制

为了解决双Y移30°六相电机与逆变器组构成的系统中存在共模电压的问题,提出一种新的六相电机空间矢量脉宽调制方法以有效降低共模电压的幅值和变化频率.利用三相解耦PWM (pulse w idth modulation)算法将六相电压源逆变器的电压矢量分解到两个三相电压源逆变器中,得到和六相矢量空间解耦(vector space decomposition,VSD)方法近似的控制效果,再利用无零矢量PWM调制方法分别进行合成.对仿真结果的分析表明,保证了较好的电流、转矩和转速性能情况下,共模电压峰值为直流母线电压的1/6,共模电压的变化频率也显著降低.     

一种增强型Z源逆变器的研究

针对在低功率因数以及Z源电感值较小的情况下,Z源逆变器二极管电流断续引起的直流链电压畸变的问题,研究了一种电容辅助增强型准Z源逆变器。深入分析Z源逆变器非正常工作状态产生的原因,利用Matlab/Simulink对电容辅助增强型准Z源逆变器和传统准Z源逆变器进行仿真分析。仿真结果表明,在低功率因素及Z源电感值较小的运行条件下,该增强型Z源逆变器可较好地解决直流链电压畸变的问题,有效改善逆变器输出电压的质量,简化Z源电感的设计。     

LED照明电源的驱动技术与应用

为了提高LED照明电源的可靠性,提出一种基于半桥开关电路的PFM恒流控制驱动方案,实现了大功率LED照明驱动。该电路利用半桥驱动频率可编程以及限流电感阻碍高频电流的特点,通过改变电路的工作频率,调节输出电流,实现恒流控制。实验结果表明,该电源具有输出功率大、尖峰电流小和晶体管电压应力小的优点,适用于大功率输出的场合。     

变频器输出滤波器的灵敏度分析与优化设计

现代变频器传动系统日益表现出各种负面效应，采用滤波技术是减小负面效应的主要对策．为综合满足滤波器的各种约束条件，并使滤波器整体性能达到最佳，研究了变频器输出滤波器的优化设计问题．首先建立了考虑成本因数、总谐波失真度、谐波电流和基波压降的综合目标函数．然后根据基波压降、电容支路电流工程允许范围，建立了滤波器元件参数的约束条件．为求得目标函数的最优解答，详细分析了目标函数对滤波器参数的灵敏度，并用伴随网络法得出了滤波器电压转移函数对滤波器参数灵敏度的解析表达式．这些灵敏度构成了目标函数的寻优方向．实例设计与仿真表明，利用优化方法设计的滤波器，能够综合考虑滤波器性能、成本和各种约束条件，从而实现整体指标最佳．     

Improved complex filter applied in enhancing EFT/B immunity at a coal mine monitoring substation

A monitoring system is an important guarantee of safety in a production mine. However, not all monitoring substations pass the electrical fast transient/burst (EFT/B) immunity test and the explosion-proof test simultaneously. To enhance the immunity, the values of capacitance and inductance should be increased, which are actually limited by coal mine explosion-proof standards. Hence, for the first time, an active filter was applied in an electromagnetic interference (EMI) output filter. As a result, the interfer-ence within 30 MHz clearly weakened, but the frequency spectrum had a wide range. An EMI input filter and ferrite beads were adopted to restrain higher frequency interference. An output interference spectrogram of the substation was obtained with an ana-lyzer. The results indicate that the improved complex filtering markedly help to control interference. With the support of improved complex filtering and other enhancing immunity means about I/O ports, the substation managed to pass both the EFT/B immunity test and the explosion-proof test synchronously. We conclude that improved complex filtering is of vital importance in enhancing the electromagnetic compatibility (EMC) of the coal mine monitoring system.     

基于低通滤波的新型超声波电机控制系统

为了实现超声波电机驱动电压频率与幅值、相位间的完全解耦,充分利用传统控制器的易调节和基于直接数字合成（DDS）技术的高精度特性.通过分析驱动电压参数要求,确定合理的低通滤波器参数设计方法.对方波进行滤波产生正弦信号,经过功率放大后直接驱动超声波电机.设计一种驱动电压参数精密解耦的超声波电机控制系统.通过调节方波的频率、相位和占空比来精确控制驱动电压的相应电参数.采用该方法实现了能够同时独立控制2台超声波电机的控制系统,相位和幅值精度达10 bits以上,频率分辨率为16 Hz.     

参数独立可调的MOCCII电流模式滤波器

为了设计多功能电流模式滤波器和进行滤波器的调谐,提出了一种参数独立可调的二阶电流模式滤波器的信号流图及与之相应的MOOCII(多端输出的第2代电流传输器)电流模式滤波器.该滤波器由3个MOCCII、3个电容及4个电阻构成,能产生低通、带通、高通、带阻及全通滤波输出.滤波器的固有频率及品质因数等参数能独立可调,且具有很低的有源及无源灵敏度.对提出的电路进行了计算机模拟,结果证明提出的电路是正确的.     

一种半桥式变换器设计及仿真分析

为了研究半桥变换器中开关管驱动电路、功率变压器、输出滤波电感等参数对工作状态和技术指标的影响,基于电源仿真软件Saber建立了半桥变换器开环电路模型。给出了半桥变换器中功率变压器和输出滤波电感等关键参数的计算方法。采用分段线性分析法、小纹波近似分析法和伏-秒平衡条件对半桥变换器进行稳态分析,推导了输出滤波电感在连续导通模式下（CCM）和不连续导通模式下（DCM）输出、输入函数关系式。分析了半桥变换器CCM工作模式的输出电感、负载电阻和占空比的临界值计算方法。对所建的半桥变换器开环模型进行仿真,仿真结果验证了理论推导的正确性,据此给出了提高半桥变换器稳态性能和工作效率的参数设计方法,为半桥变换器设计提供了理论依据。     

一种新型开关模式的高增益低谐波三相逆变器

直流电压利用率和输出电压谐波是影响逆变器性能的重要指标,为提升逆变器的这两项性能, 提出一种新型开关模式的三相逆变器,通过把交流侧滤波电路整合到 Buck 电路中,使交流输出侧不需要电 感电容等无源滤波元件,没有直通和反向恢复问题。该逆变器每一相只有一个开关工作在高频状态,其余开 关工作在 50 Hz 的低频软开关状态。并引入了准比例谐振（PR）控制策略,通过控制变量法详细分析了其 控制参数对系统性能的影响,且给出了一组合理的控制参数。最后,在 Matlab/Simulink 中搭建了该系统仿 真模型,仿真结果表明,应用该新型开关模式的三相逆变器能显著提高逆变器的直流电压利用率,改善输出 电压波形。