基于H桥级联拓扑结构的中压电能质量扰动源研究

提出一种基于H桥级联拓扑结构的高压电能质量扰动源主电路拓扑方案,能够分别实现电压及电流的扰动输出。该拓扑在输出高次谐波时,采用叠波PWM调制,可以降低开关器件的等效开关频率,从而降低损耗。重点研究了该拓扑输出非整数倍谐波电流时直流电压波动的机理,针对该扰动源提出一种简单有效的直压控制策略,并通过仿真验证了相关算法。     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。     

一种新型的级联型多电平逆变器拓扑

本文介绍了一种新型级联型多电平逆变器拓扑结构,并对其PWM调制算法进行了仿真研究。该拓扑电路与传统的H桥级联型多电平逆变器相比,可以用相对较少的电力电子开关器件实现多电平的输出。该拓扑电路由一系列电平变换单元级联而成,可以减少开关器件的数目及其功率损耗、减小逆变电路的体积、提高逆变效率并具有相对简单的控制系统。最后基于Matlab/Simulink对该拓扑结构的PWM调制方法进行了仿真,仿真结果验证了该拓扑结构的正确性与优越性。     

低压大电流DC-DC变换器原理分析

主要介绍的是应用于电池放电中的低压大电流DC-DC变换器。首先,就其工作原理做了详细的分析说明,在此基础上,进行了仿真和实验,并对结果进行了分析。可以得出本拓扑适合应用在低压大电流的结构中。与之前广泛应用的能量从半桥侧传递到倍流侧不同,其重点在于将倍流拓扑当作双Boost拓扑进行放电,即能量从倍流侧传递到半桥侧,可实现输入输出电压相差倍数大,而且最大限度地提高了放电的效率。     

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论.该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和...     

一种ZVT双PWM变换器的拓扑与实验研究

在分析比较现有几种ZVT逆变器结构的基础上,应用其中最简便的一种ZVT拓扑构造一个双PWM变换器主电路,并采用优化的SAPWM模式对该双PWM变换器的动作模式、控制策略作了理论分析和实验研究.该ZVT辅助谐振电路结构简单,控制方便,且由于辅助谐振电路仅在变换器双三相桥臂上的功率开关器件开通的前若干μs时间内进行软开关工作,其功率损耗很小,从而提高了系统的效率.采用本拓扑的双PWM变换器无论从电网输入的电流波形、功率因数,还是变流器输出的电流波形都保持着良好的性能,从而证明了本拓扑结构和控制方法的正确性.     

新型HID灯电子镇流器电路拓扑的研究

提出一种基于非对称半桥结构的新型电子镇流器电路,南提供高频方波电压的半桥逆变电路和将电流波形滤波成准正弦波的谐振电路组成.通过非对称PWM控制驱动,能有效调节灯功率,实现软开关,并保持放电灯的稳定工作和电子镇流器的可靠性,实现了电了镇流器在高强度放电(High Intensity Discharging.简称HID)灯中应用的一些关键技术.最终研制出一套300 W的样机用于验证所提电路拓扑和控制方法的正确性.     

调频式谐振特高压试验电源拓扑结构

依据不同的试验需求分析了调频式谐振特高压试验电源的谐振方式,并结合现代电力电子技术提出三种新型拓扑结构:①基于模拟器件。②基于PWM整流-H桥逆变。③基于不可控整流-H桥逆变。阐述了其工作原理,并重点研究了拓扑结构一的功率放大及过电流、击穿保护电路;同时针对拓扑结构二,提出了电源电压辨识的PWM整流器控制策略,以及在建立逆变器及特高压谐振电路数学模型的基础上提出以特高压谐振电容电压有效值为外环,以输出滤波器电容瞬时电流为内环的调幅、调频控制策略,其中针对内环被控量为正弦量,采用一种多模递推PID控制算法。仿真及实验结果验证了本文所提三种拓扑结构的正确性以及控制策略的有效性。     

一种新型电压型逆变器拓扑结构及其PWM控制方法

多电平逆变器具有功率容量大、输出谐波小、传输损耗低等优点而得到越来越广泛的应用.其主要缺点是电路结构复杂、需要大量的功率元件、控制方法复杂.在传统H桥级联型逆变器基础上,提出了一种新型逆变器拓扑结构.通过采用辅助双向开关,在提高输出电压电平数的同时大量减少功率开关元件的数量,简化了电路结构.并根据新型逆变器拓扑结构的特点,提出了一种阶梯波PWM控制方法,采用特定谐波消除法(SHE-PWM)对逆变器输出电压的低次谐波进行抑制,同时进行了仿真.最后建立一套九电平电压型逆变器试验系统,对拓扑结构和PWM控制方法进行了验证.     

一种新型全桥软开关变换器的研究

为增加全桥软开关电源的负载变化范围.设计了一种新型的全桥移相脉宽调制(PWM)零电压零电流(zvzcs)软开关变换器.在此电路中.超前桥臂通过增加一个由两个电容及一个电感组成的辅助电路.使超前桥臂在轻载时仍能实现超前桥臂的零电压开关变换:滞后桥臂提出一种改进的电路拓扑结构,该拓扑使负载电流在满载时仍能实现其滞后桥臂的零电流开关变换.并可有效降低整流二极管的电压应力.研制了一台输出48V/1OA的全桥移相ZVZCS软开关电源样机,通过试验验证了理论分析的正确性.     

11相无刷励磁机故障工况数字仿真研究（二）

应用由张量电网络理论所建立的无刷励磁机通用仿真模型，对１１相无刷励磁机进行了故障工况的仿真分析和实验研究，包括一相退出运行、二相退出运行、三相退出运行。理论分析与实验结果吻合。     

基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM设计

针对目前级联H桥STATCOM存在的结构的冗余度较低;采用IGBT时成本较高;控制系统与触发系统的电源较为复杂;系统信息传递由于隔离的需要,必须选用光纤通信,研究并设计了一款基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM装置。文中介绍了该装置基本拓扑结构与控制系统的实现原理;采用低次谐波最小法原则计算出每个H桥中MOSFET的开通关断时间,实现拟合正弦波输出。分布控制部分由STM32系列芯片作为控制芯片,控制各H桥的触发、信息采集并将信息传递给作为主机的DSP芯片;在EMTP电力系统电磁暂态分析仿真软件中搭建了12H桥级联的仿真模型,仿真结果表明了设计的正确性和可靠性。另外,还设计了12H桥级联STATCOM的实验装置,该装置实现了设计功能,验证了文章内容的可行性。     

基于CPS-SPWM级联型DSTATCOM直流侧稳态分析及电容容量设计

基于四象限双H桥变流器级联型的主电路结构以及CPS-SPWM的调制策略,在建立SPWM-H桥变流器数学模型的基础上,详细分析了对应于三相不对称畸变补偿电流分量(无功、负序及谐波电流)时DSTATCOM各级联功率单元H桥逆变器直流侧电流变化规律,以及基于单位功率因数的H桥整流器直流侧电流变化规律,并据此建立了功率单元直流侧各电流数学模型.结论显示,稳态条件下,直流整流侧电流包含2次交流分量和直流分量irdc-.而直流逆变侧电流不仅包含与无功和负序补偿电流分量对应的2次交流分量,以及等于irdc-对应于整流器与逆变器之间有功功率传递的直流分量,还包含与谐波补偿分量对应的4,6,…偶次交流分量.最后,根据所建立的直流侧电容电压、电流数学模型,结合电容电压控制的稳态和动态性能指标要求,给出了直流电容容量的设计方法.仿真结果表明,基于该主电路拓扑及电容参数设计方法的DSTATCOM,其直流电压稳定、均衡控制简单可靠、动态响应速度快,对非线性、不平衡冲击性负荷的补偿效果较好.     

大容量单相逆变装置并联技术的分析

HT-7U全超导Tokamak核聚变实验装置等离子体环在垂直位移方向上有着固有的不稳定性。为了实现垂直位移方向上的稳定，给主动控制线圈供电的功率放大器的响应速度必须具有快速性。根据实验装置对功率放大器提出的要求，此功率放大器技术属于低电压、大电流的单相逆变电源装置。为此该文提出一种基于非隔离模式单相逆变装置并联技术的拓扑结构，不仅能够实现单相逆变器在异步控制模式下的积木化操作，而且通过合理地选择输入电源的组数，实现冗余技术，提高系统的效率和可靠性。最后通过Pspice8．0仿真和小功率的台面实验，证明此方案是可行的。     

基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28 kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。     

Analysis of polyphase brushless exciter

This paper presents the modeling and simulation of the operation of an 11-phase brushless exciter. The analytical method is based on Kron's tensor method, which is developed for dealing efficiently with the time-varying topology of an exciter circuit during a digital computer solution. The inductances, which vary with rotor position, are calculated by the two-dimensional finite-element method. The detailed information (normal and fault cases) on the performance of the brushless exciter is obtained, which is beneficial to design engineers. The approach is suitable for both normal and fault cases. As a result, agreement of calculated values with test results shows the validity of the method of calculation and theoretical analysis presented     

Current flow and losses in brushless exciters with polygon-connected windings and dc rectifiers

The current flow within a salient pole brushless exciter with polygon-connected winding is calculated. The winding is connected to a rectifier, which causes transients in the winding during switching. Brushless exciters are over-dimensioned for their rated operation. During ceiling conditions the required voltage may be two times higher and the exciter is strongly saturated. Therefore the normal asynchronous circuit theory is no longer applicable for a detailed study within the exciter itself. A nonlinear finite difference time stepping method with rotating rotor and diode circuits is applied instead. Basic theories for the combination between the circuit theory and field theory are summarized in one mathematical model. Calculation results are compared to measurements on a real power plant exciter for different operation conditions. Rolf Gantenbein has recently passed away.     

A new single‐phase multilevel converter topology with reduced power electronic devices,voltage rating on switches,and power losses

In this paper, a new extended single‐phase structure for multilevel converter is presented which consists of several bidirectional and unidirectional switches along with dc voltage sources. To generate all possible levels at output voltage waveform, 2 methods are presented for determination of the amplitudes of dc voltage sources. The proposed structure is compared with traditional cascade H‐bridge multilevel converter and other recently proposed structures in terms of the number of power electronic components, voltage rating on switches, and power losses. Based on the comparison results, it is demonstrated that the proposed structure needs minimum number of IGBTs, gate drivers, and anti‐parallel diodes. Moreover, the voltage rating on bidirectional and unidirectional switches in the proposed structure is less than other similar topologies. Also, power losses analysis on the proposed topology is investigated. It is shown that the power loss of proposed topology is less than H‐bridge multilevel converter topology. The number of on‐state switches in the current path of proposed topology is much lower than other topologies which lead to the reduction of voltage drop on the switches and power losses. Both experimental and simulation works are provided to verify the performance of the presented structure.     

新跨接双极三电平子模块拓扑及其控制策略

基于半桥型子模块拓扑的模块化多电平换流器不具备直流短路故障电流阻断能力,影响了低成本架空线的应用.为抑制直流故障时的短路电流,研究了 一种新跨接单极三电平子模块拓扑,解决了混合拓扑中电容不均衡充电问题.然后为应对子模块闭锁对换流站和电网可能产生的不利影响,设计了 一种新跨接正、负极三电平子模块拓扑,并分析了其过调制运行...     

超磁致伸缩自感知执行器的理论与实验研究

对自感知的两种实现方法：电桥电路解耦与观测器解耦法,分别进行仿真并对观测器法进行实验验证。电桥电路仿真加入非线性模型,并对桥路输出信号进行放大滤波,为实验提供理论依据。观测器通过实验与观测计算对比验证了基于观测器自感知的可行性。