三电平逆变器特定消谐方程组优化求解的研究

针对三电平特定消谐逆变器,给出了在Walsh域建立SHEPWM(Selective Harmonic Eliminated PWM)模型的简便方法,省略了Walsh域与Fourier域间的转化,并提出了窄脉冲直接判断省略法与有效集算法相结合的优化算法。该优化算法下逆变器具有开关损耗低,硬件电路可实现性强的优点。通过MATLAB/SIMULINK仿真与DSP实验分析发现,经优化后的触发脉冲最小宽度增大到200μs,逆变器拟消除的谐波次数增加了6次,大大的提高了三电平特定消谐逆变器的转换效率与实用性。     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于同伦算法的多电平逆变器SHEPWM控制技术

随着逆变技术的发展,特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是高压大容量多电平逆变器控制方面受到广泛关注。利用同伦算法求解了七电平九个开关角度的消谐模型,分析了利用DSP事件管理器(EV)实现PWM输出时的一些弱点,并提出利用计数器实现对多电平逆变器的SHEPWM控制。实验结果证明了利用同伦算法求解开关角度的正确性和利用计数器得到多电平逆变器SHEPWM控制的各器件脉冲信号的可行性。这对改善多电平逆变器输出电压质量及简化硬件实现具有一定参考意义。     

三电平逆变器窄脉冲补偿方法研究

二极管箝位三电平逆变器在中压大功率场合应用很广泛。采用可关断晶闸管GTO(Gate Turn-off Thyristor)或集成门极换向晶闸管IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor)时存在窄脉冲NPW(Narrow Pulse Width)问题。窄脉冲问题与中点电位波动问题相互交织在一起,目前的算法还没有非常成功地在一种PWM方法中解决好这两个问题的方法。SVPWM方法也都无法扩展到三电平以上。基于三电平SPWM方法。提出了零序电压注入ZSVI(Zero-Sequence Voltage Iniection)窄脉冲补偿方法。零序电压注入即在三相参考电压中注入零序电压分量。仿真结果表明。采用ZSVI方法输出电压总谐波畸变率THD(Total Harmonic Distortion)大大减小,输出电压THD不再受增加最大、最小窄脉冲宽度影响。因此可以通过增加最大、最小窄脉冲宽度提高系统的可靠性。而不影响系统的性能．提出的ZSVI方法可以推广到任意电平的逆变器的控制．     

五电平逆变器窄脉冲补偿方法的研究

以五电平逆变器为例对多电平逆变器窄脉冲补偿方法进行了研究,分析了窄脉冲的各种情形,基于多电平载波PWM方法,提出了一种综合的处理方法--多电平零序电压注入(Multilevel Zero-sequence Vohage Injection,即MZSVI)补偿方法,即注入同符号零序电压、取三相中零序电压的极值以及两倍最小脉宽零序电压注入方法.仿真结果表明,采用MZSVI补偿方法后提高了输出电压,输出电压总谐波含量THD也大大减小.MZSVI方法可以推广到任意电平的逆变器的控制,可以有效地进行控制更高电压的中压大功率变流器,而且这种方法也适用于其它类型的多电平逆变器的窄脉冲补偿.     

三电平逆变器双极性调制方式研究

SVPWM控制的三电平逆变器具有减少谐波含量、改善输出电压波形的优点,正在逐步取代传统的两电平逆变器。介绍了三电平逆变器原理和空间矢量算法在其中的应用,提出一种改进算法的三电平空间矢量PWM调制策略和中点电位控制方法。基于TMS320C2812DSP实现了逆变系统的数字控制,利用FPGA和PLC实现脉冲触发和接口控制。仿真和实验结果论证了该算法的正确性。     

二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM的仿真

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM原理基础上,提出了一种三电平逆变器空间矢量PWM实现方法,并在MATLAB下建立了空间矢量PWM的仿真模型,根据三电平逆变器空间矢量PWM算法给出了二极管箝位三电平逆变器中电容中点电压的控制策略。仿真实验结果证实了所提出的空间矢量PWM方法是可行有效的。     

偶次谐波消除的NPC逆变器矢量调制策略

基于三电平中点箝位(NPC)逆变器,分析了传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略产生偶次谐波的机理,提出了三电平NPC逆变器偶次谐波消除空间矢量选择需遵循的原则,详细阐明了三电平NPC逆变器与两电平逆变器在偶次消谐方面的区别,在此基础上提出了两种优化的偶次谐波消除策略的脉冲分配方式,并通过仿真以及实验验证了所提出偶次消谐策略的正确性。     

基于果蝇优化算法的三电平逆变器SHEPWM方法的研究

以基于IGCT的大功率三电平逆变器为研究对象,深入研究了特定谐波消除技术,针对求解非线性超越方程组的复杂性,提出运用果蝇优化算法求解非线性方程组。和传统的方法相比,该方法初值设置简单,同时编程容易,设置参数少,收敛速度快,全局寻优能力强。在Matlab/Simulink环境下对三电平NPC逆变器进行仿真,验证了该算法的正确性。在以TMS320F28335控制器为核心的实验平台上进行实验研究,实现了SHEPWM的控制。     

一种新型多电平直接脉宽调制方法

在研究了多电平逆变器模型及其脉宽调制(PWM)算法原理的基础上,提出了一种新型的适用于各种电平数目逆变器的直接PWM方法,分析了这种PWM方法的基本原理,给出了算法实现的原理框图,最后使用PSCAD仿真软件做了仿真研究,仿真结果验证了算法的正确性和有效性.文中提出的PWM算法的基本思想是由三相参考电压直接确定逆变器各个桥臂电路输出的开关函数及其作用规律,因此称之为直接PWM算法.与基于载波调制的多电平PWM算法和多电平SVM算法相比,该算法具有原理简单、实现容易、运行速度快、占用CPU时间少等优点.     

航天器表面放电脉冲测量系统

文中介绍了一种用于航天器表面放电脉冲测量的瞬态脉冲测量系统,详细地描述了测量系统的原理、电路结构和测量结果。     

基于磁开关的高压纳秒脉冲电源

基于磁脉冲压缩技术设计了一种磁开关,通过初始脉冲波形参数与磁开关参数的配合,将微秒级原始脉冲加以压缩,产生电压幅值为6 kV、上升时间为300 ns的脉冲。分析了单级、多级磁脉冲压缩电路的工作原理,介绍了磁开关的计算设计方法,并建立了电子工作台(Electronic Workbench,简称EWB)电路仿真模型,比较了电路中各元件参数对脉冲输出参数的影响。     

New approaches to selective pulse design

Selective pulse design for noninteracting spins is equivalent to inversion of the Bloch equations. Until recently, few analytical solutions to this problem were known. However, approaches based on inverse-scattering theory have now led to general solutions that offer ever higher precision in meeting target responses. The concept of soliton pulses (pulses that leave the spin system unaffected) turns out to be a particularly valuable one because half-solitons (both /2 and pulses) are inherently phase compensated. Such pulses are important for observation of shortT ₂ species, where substantial signal loss could occur in any refocusing period. Multiply-selective pulses, suitable for simultaneous suppression of several solvent lines have been generated by inverse-scattering theory and have considerable potential in bothin vivo magnetic resonance spectroscopy and in routine high-resolution NMR. Although analytical solutions show great promise, it is likely that optimization methods will continue to be of value for the foreseeable future. The use of the SPINCALC scheme that operates in a switched stationary reference frame is illustrated through its use to design adiabatic refocusing pulses that do not lead to cumulative errors when used in multiple-echo trains.     

脉冲序列调制-脉冲跳周期调制Buck变换器研究

脉冲序列调制(Pulse Train Modulation,简称PTM)采用高、低能量脉冲对开关变换器的输出电压进行调整,其动态响应速度快,控制器设计简单,但同时开关变换器轻载效率低,输出电压纹波大。脉冲跳周期调制(Pulse Skipping Modulation,简称PSM)采用ON/OFF控制对输出电压进行调整,虽然提高了开关变换器的轻载效率,但也存在输出电压纹波大的缺点。结合PTM与PSM调制技术,提出了开关变换器的PTM-PSM调制技术,在保留PSM调制轻载效率高的同时,降低了输出电压的纹波。最后设计了基于PTM-PSM调制的Buck变换器,通过实验验证了分析结果。     

嵌入式微机与PWM联合控制的脉冲电源研制

为了使高频直流脉冲电源的输出参数可调,从而使电源能更好地适应负载大范围变化的工作状况,将嵌入式单片机控制技术与PWM调制芯片SG3525相结合,成功研制了一种可变频率输出直流脉冲电源.该电源利用SG3525芯片调节和控制直流脉冲的电压,利用嵌入式微机C805IF330GM控制脉冲的频率和占空比,使电源输出直流脉冲的频率、电压和占空比均大范围连续可调.实验结果表明,所研制的高频直流脉冲电源电压稳定度小于0.3%,且电源具有参数可调节范围宽、稳定性好、结构简单的优点.     

基于磁开关的脉冲陡化电路的设计与仿真

为研制用于等离子体发生器的高压高频脉冲电源,根据磁脉冲压缩网络的理论设计了一套脉冲陡化电路。该电路将峰值5 kV、重复频率5 kHz的电压脉冲陡化,其脉冲上升沿由50μs陡化为几十ns。在分析了电路的工作原理并给出其设计要点后建立了电路的仿真模型。仿真结果表明:电源输出脉冲波形受负载等效参数的影响较大;脉冲陡化效果受磁开关饱和电感以及导通时间的影响较大。     

长脉冲折叠型螺旋脉冲形成线的设计和初步实验

高功率脉冲功率调制器的紧凑化是其重要研究方向,为此将螺旋线与折叠线技术相结合,设计了一种长脉冲折叠型同轴螺旋脉冲调制器,该调制器将两根螺旋型脉冲形成线通过过渡段部分连接,形成折叠结构,在一定的长度范围内实现了长脉冲的输出,设计指标为:二极管电压400 kV,负载电流26 kA,脉冲宽度约为260 ns。对传输线的电压波过程进行了分析,结果表明,过渡段阻抗与传输线阻抗匹配时输出波形最好;用PSpice软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟;利用高压同轴电缆,进行了低压情况下的验证实验,实验结果与理论分析、模拟研究结果一致。此种类型的调制器具有运行稳定、体积小、结构紧凑的特点。     

利用DBD开关开展脉冲压缩技术研究

为输出1～2ns脉宽的脉冲,进行了利用脉冲形成线原理和DBD开关快速导通技术压缩SOS脉冲源输出波形的实验,结果表明:峰值功率450MW、脉宽6ns的脉冲输出可压缩为峰值功率约1GW、阻抗50Ω、脉宽1.8ns、脉冲前沿约0.9ns,运行重复频率2kHz。证明该脉冲压缩技术是实现高重复频率超宽谱源的有效方法。     

脉冲等离子体反应器放电特性研究

脉冲放电等离子体被广泛用于气态污染物处理的研究,放电参数直接影响反应器内等离子体状态,进而影响污染物的去除效果,研究不同条件下的放电特性可为脉冲等离子体技术的应用提供参考.本文利用线板式脉冲等离子体反应器, BPFN型高压脉冲电源供电, 研究了电源电容、极板间距及介质阻挡对放电特性的影响.结果表明:增大电源电容可以有效地提高电源能量效率;增大极板间距,峰值电压VP增大,峰值电流IP减小,脉宽减小,波形更加理想;陶瓷板阻挡放电可解决间隙火花放电,使脉冲电晕放电空间分布均匀,在大范围内提高电源能量效率.     

高压GaAs亚纳秒光电导开关的实验研究

报道了用全固态绝缘结构研制的半绝缘GaAs光电导开关产生高压亚纳秒电脉冲的性能和测试结果。分别用ns、ps激光脉冲触发开关的测试表明，开关的暗态维持电场达35KV/CM，输出电流脉冲上升时间约500ps，达亚纳秒量级。测量了高倍增开关的光电阈值曲线，其最小触发电场阈值≥4.1kv/cm。开关输出电磁脉冲无晃动。3mm电极间隙开关2500v偏置下，入射能量为8μj时获得线性波形，在48μj时获得Look-on波形。