基于工程设计法的双向直流变换装置的设计

研究了某大功率双向Buck-Boost直流变换装置,构建了基于电流模式闭环控制的仿真程序,并基于半桥电力电子器件搭建了试验样机.将工程设计法引入该双向直流变换装置调节器的设计中,给出了详细的设计过程.该方法简化了闭环系统的设计,满足工程的需要.利用仿真程序和试验样机对双向直流变换装置的输出特性分别进行了验证.试验与仿真结果一致,并且符合设计要求,证明该设计方法合理有效.     

单级双向反激式高频环节逆变器研究

讨论了一种新颖的基于双向反激拓扑的单级逆变器,并对该电路拓扑的工作原理、控制策略和关键电路参数设计进行了深入的分析。该拓扑由两个完全相同的双向反激变换器构成,两个双向变换器输入并联、输出串联,负载与两个双向变换器的输出端连接,从而组成一种单级逆变器。该逆变器具有单级功率变换、结构简洁、双向功率流和可靠性高等特点。实验充分证实了理论分析的正确性和单级逆变器的可行性。     

可实现运行模式灵活切换的小型微网实验系统

为了能够对微网的运行特性进行深入的理论和实验研究,建立了一个小型实验室微网系统。该系统中的分布式电源采用光伏模拟单元和风机模拟单元,通过电力电子变换装置并入微网;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微网,用以维持微网的暂态功率平衡。当微网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器和风机并网逆变器采用恒功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为恒电压、恒频率控制,用以提供微网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,并可实现二者之间的平滑切换,提高了能量供给的可靠性。     

基于固态变压器的大功率逆变技术研究

固态变压器结合了电力电子变换技术和高频电能变换技术,实现将电能从一种电力特征的转变为另一种电力特征。逆变器作为固态变压器中能量转换的装置,技术已经很成熟,但是在大功率逆变器运行的设计上还有许多问题有待解决。逆变器并联运行控制技术是实现模块化、高可靠性冗余逆变电源系统的基础。分析了逆变器并联运行时环流的产生原因,总结了目前已有的逆变器并联方案。又根据组合式逆变器运行原理,用仿真实验验证了三相组合式逆变器用于固态变压器的优越性和可行性。     

三管单级双向电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种单级双向电流源高频链逆变拓扑结构,该逆变器由高频变换器、高频变压器及周波变换器组成。主电路只需要3只功率开关管就能实现DC/AC单级变换和能量双向传输。介绍了电路工作在电感电流断续模式下的工作原理和控制原理,并给出了电路的主要参数设计。实验证明,电路运行可靠,负载适应性好,具有良好的输出特性和双向功率传输的能力。     

家庭太阳能的开发利用

介绍一种新型太阳能发电系统,系统装有双向计量箱,计量箱内包含一个将太阳能发出的直流电转变为交流电的逆变器.发电系统可安装于住房或办公楼顶部,直接与配电网联接,补偿部分家庭消耗的电力,还可以将剩余的电力供给电网.     

新型高频环节逆变器研究

双向高频环节逆变器具有双向功率流、高频电气隔离、拓扑简洁、功率变换级数少等优点,特别适用于要求双向功率流的逆变场合。深入研究了一种新型的双向高频环节逆变器的电路结构、拓扑与移相控制策略,对逆变器稳态原理进行了分析,并给出了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了理论分析的正确性。     

新型高频链逆变器的设计与实现

双向高频环节逆变器具有双向功率流、高频电气隔离、拓扑简洁、功率变换级数少等优点,特别适用于要求双向功率流的逆变场合。本文深入研究了一种新型的双向高频环节逆变器的电路结构、拓扑与移相控制策略,对逆变器稳态原理进行了分析,并给出了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了理论分析的正确性。     

150W独立式光伏逆变器的设计

介绍了150W独立式光伏逆变器,它可以和太阳能电池、充放电控制器以及蓄电池组组成独立式光伏发电系统,为负载提供220V交流电.综合比较3种逆变器的优缺点,采用了修正正弦波逆变器.该逆变器由带隔离变压器的推挽电路、不控整流电路和全桥逆变电路三级变换环节组成,控制均采用专用的脉宽调制集成电路芯片.     

光伏并网逆变器的研究

对光伏并网中的双向逆变器控制系统进行了理论探讨;利用小信号分析法得出系统电压和电网电流的数学模型,设计出使光伏并网双向逆变器稳定的控制方案和选择相应参数的方法;最后,将研制出的光伏并网双向逆变器与电力系统连网,通过实验验证了该双向逆变器系统模型的可行性,对于开发和研究光伏并网逆变器的产品具有实用价值.     

混合动力电动车用高效双向直流变换器的设计

针对传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,提出以超级电容加双向DC-DC变换器为辅助动力源的方案。该方案在弥补蓄电池缺陷的同时,提高了整个系统的能源利用效率,并增加了电动车的续驶里程。在简要介绍了超级电容储能系统的基础上,主要研究和设计了系统中的核心部件—双向DC-DC变换器,分析了双向DC-DC变换器的工作模式和控制策略,并对双向变换器进行了软开关分析。Matlab仿真所得的相应波形验证了方案的有效性。     

Fundamental Research on Control Method for Power Conversion Circuit of Wireless In‐Wheel Motor Using Magnetic Resonance Coupling

The in‐wheel motor (IWM) is the most preferred driving mechanism of electric vehicles for its advantages of vehicle motion control, energy efficiency, and vehicle design flexibility. One of the technical problems of the IWM is the reliability of power and the signal wires. Wireless power transfer technology is the best solution to this problem. In this paper, a bidirectional wireless power transfer circuit using a primary inverter and a secondary converter is proposed. We propose a control method for both the inverter and the converter to stabilize the secondary dc‐link voltage. The proposed method is verified by simulation and experiment using simulated test equipment.     

高效高功率密度车载双向电能变换器设计

研究设计了一种用于电动汽车电池充放电的车载双向电能变换器。充电状态下,前级采用PWM整流技术,后级采用移相全桥零电压开关电路,实现电气隔离高效的降压变换。放电状态下,双向DC-DC变换器实现升压变换,双向AC-DC作为单相全桥逆变器采用电压前馈、电压电流双闭环控制策略。本系统采用全控型器件GaN控制电流电压通断,能够使得电流电压在正负四象限工作,实现能量的正向和反向的双向传递。依据此方案设计一款开关频率100 kHz、输出功率2 kW的原理样机,经测试该系统能够有效实现能量的双向流动,并且有效提升了效率和功率密度,验证了方案的可行性。     

交直流混合微电网虚拟APF的研究

针对各种非线性负荷接入混合微电网导致交流母线电能质量恶化、交直流混合微电网电能需要双向流动的问题,提出一种虚拟APF拓扑结构及其控制策略。通过采用瞬时功率理论,设计了恒功率控制系统。依据交直流混合电力系统功率需求,控制虚拟APF灵活工作在有源电力滤波、整流和并网逆变三种工作模式。在实现直流微网与电力系统之间功率双向流动的基础上,对交直流混合微电网系统中谐波进行治理,提高了接口变流器的利用率,降低了系统运行成本。仿真验证了所提虚拟APF拓扑结构及其控制策略的正确性及可行性。     

用于新能源汽车IGBTs分立器件并联技术分析

针对新能源汽车应用涉及的各种电力变换单元,从IGBTs和MOSFET的芯片结构特点、输出特性以及市场价格等方面比较,指出IGBTs分立器件并联技术更适合车载充电器、充电桩以及10 kW以下电机驱动控制器;接着通过IGBTs的开关过程分析,强调了IGBTs分立器件并联应用中的设计要点;最后提供了IGBTs分立器件并联用于车载升压型小功率电机驱动控制器的主回路设计和均流实验波形,对新能源汽车电控单元产品和系统开发有一定的借鉴和指导意义。     

同步风力发电机无刷励磁系统设计

分析了基于可旋转变换器的无刷励磁原理,提出了基于可旋转变换器的同步风力发电机无刷励磁系统的设计方案。旋转变换器的输入为直流电,经过全桥逆变电路和旋转变压器以后,将电能传递到旋转部分,再经过整流以后给同步风力发电机励磁绕组提供直流电。根据风速变化,控制励磁机的励磁从而可以控制同步发电机的励磁,使得输出电压恒定;在额定风速...     

Output leveling of wind power generation system by EDLC energy storage system

Utilization of renewable energy is becoming increasingly important from the viewpoints of environmental protection and conservation of fossil fuel. However, the generating power of renewable energy is always fluctuating due to the environmental status. Energy storage systems are indispensable in compensating these fluctuating components. An energy capacitor system (ECS) composed of an electric double‐layer capacitor (EDLC) with power‐electronics devices is useful for compensation of fluctuating power, since it is capable of controlling both active and reactive power simultaneously. This paper proposes a current‐source ECS (CS‐ECS), which consists of an EDLC, a bidirectional buck‐boost DC‐DC converter, and a bidirectional inverter. We present the control systems for active/reactive power control of CS‐ECS, and show the effectiveness of CS‐ECS through computer simulations for the case of a wind power generation system. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 154(4): 34–41, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20181     

电动汽车驱动充电一体化控制策略研究

针对目前电动汽车驱动器和充电机相互独立而占用较大车内空间、增加车辆重量等问题,研究了驱动充电复用型变流器及其控制策略,驱动器和充电机的主功率电路共用一个三相桥式交直流变换(AC/DC)变流器,可实现能量的双向流动。文中给出了复用型变流器在驱动和充电时的工作原理,分析了2种工作状态下的矢量控制策略,通过对比研究得出统一的电流控制结构,实现了驱动器和充电机的一体化,减少了电动汽车空间和重量,同时讨论了控制参数对电流环性能的影响,最后通过仿真验证了理论分析。     

A multiple PW GTO line-side converter for unity power factor andreduced harmonics

A multiple PWM GTO line-side converter with low switching frequency has been developed for industrial uses needing both higher capacity and higher performance. The multiple converter is composed of two GTO converter units connected in parallel through an interphase reactor. The switching frequency of the GTO thyristors in the multiple converter can be reduced to a quarter of that in the single converter. It is verified by simulations and experiments with a 2750 kVA GTO converter and inverter system with a 500 Hz switching frequency that the system has: (1) a unity power factor, (2) reduced harmonics, (3) bidirectional power flow, and (4) speed regulatory performance equal to that of an advanced cycloconverter drive system. Analogies between inverter control and converter control are also studied for the development of the converter control     

基于间接矩阵变换器的感应电机矢量控制的研究

介绍了一种拓扑结构与众不同的矩阵变换器--间接式矩阵变换器,并将其应用于感应电机矢量控制系统.在详细介绍间接式矩阵变换器的工作原理、控制策略及换流方法的基础上,将间接式矩阵变换器与感应电机矢量控制理论相结合,提出一种新颖的感应电机矢量控制系统.该系统在实现对电机矢量控制的同时,能够实现能量的双向传递,减少电网的谐波污染,同时又可以使电网侧的双向开关在零电流时动作,无需采用四步换流策略,由此降低了控制过程的复杂性.最后,利用Matlab软件对所提系统进行仿真,仿真结果验证了该系统的可行性.