基于超级电容有轨电车的充电装置控制研究

超级电容快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于新型有轨电车储能。针对有轨电车充电装置整流器采用传统多脉波整流技术导致的整流器输入侧交流电压畸变、交流电流谐波含量高,直流母线电压纹波大,功率因数不可控等问题,提出采用脉宽调制(PWM)整流方式。该整流方式具有功率因数高,谐波含量低等优点,采用电压-电流双闭环与电压前馈相结合的控制策略,来抑制直流母线电压在超级电容接入瞬间引起的波动。通过设计LCL滤波来吸收整流器交流侧的电流谐波,并推导了LCL滤波器的计算公式。系统仿真和实验证实了该控制的有效性。     

基于变压器延边三角形接法的36脉波整流系统研究

在大功率整流领域,通常采用多脉波整流技术来降低整流系统谐波含量,提高功率因数。提出了一种基于移相变压器延边三角形接法的36脉波整流系统结构,分析了整流系统的工作原理、系统网侧输入电流特性及直流输出电压特性,给出了移相变压器绕组参数计算方法,并推导了平衡电抗器选择条件。利用MATLAB/Simulink建立了36脉波整流系统模型,对理论分析进行了仿真验证,观测了传统6脉波整流系统和36脉波整流系统的输出电压波形及网侧电流谐波含量。对比了不同程度电网不平衡情况下,36脉波整流系统与传统6脉波整流系统输出电压波形、网侧电压总谐波含量(THD)和电流谐波含量。实验结果表明,36脉波整流系统整流电压波形和网侧电流谐波含量与理论分析一致,能够有效降低网侧电流谐波含量和输出电压脉动,且具有较好的抵抗电网不平衡的能力,较6脉波整流系统有很大的优越性。     

一种电动汽车充电系统单相整流有源滤波方法

提出了一种应用于电动汽车一体化充电系统中的单相PWM整流有源滤波的控制方法,以抑制充电中单相整流电路的直流电压二次纹波。在单相电网电压充电时,这种控制方法能通过控制电机驱动器电路,复用其中的两相同时进行单相整流和有源滤波,在实现整流器单位功率因数运行、稳定输出直流电压的同时,减小直流侧电压的二次纹波,减小网侧输入电流的总谐波畸变率。对单相整流直流侧电压二次纹波的产生机理、有源滤波电路的拓扑结构、单相整流和有源滤波的控制原理和方法进行了详细地分析。最后搭建输入电压峰值110 V,输出直流电压220 V,负载等效电阻100Ω的仿真模型,通过仿真和实验结果验证了所提控制方法的可行性。     

基于PWM整流技术的超大容量蓄电池充电Matlab仿真研究

针对超大容量充电站的工作特性要求,在分析PWM整流技术工作原理的基础上,给出了潜艇充电站应用PWM整流技术的技术优势;建立了基于PWM变流技术的潜艇超大容量充电站Matlab仿真模型,进行了潜艇充电超大负荷工作的仿真并对仿真结果进行了分析,PWM整流器在超大容量充电站的应用具有明显的技术优势。     

单位功率因数的内馈斩波串调系统研究

提出一种基于PWM整流技术的内馈斩波串级调速系统。它采用IGBT代替晶闸管,并利用PWM整流技术,使网侧电流接近于正弦波,甚至可向网侧提供容性无功,以补偿串级调速系统产生的感性无功,因此可大大提高系统的功率因数,减少网侧谐波含量。文中介绍了PWM整流技术的工作原理和控制策略。通过仿真和实验进行了验证。     

基于高频交流链接的新型充电技术研究

分析研究了基于高频交流链接技术的新型充电结构,给出了该种充电结构的工作原理,并利用Matlab中的Simulink仿真模块对该结构进行了仿真研究,仿真结果表明通过高频交流链接技术构建的充电电源网侧电流波形近似为正弦波、与网侧电压相位差为零,具有高的功率因数和低的谐波含量,能够维持三相平衡运行。同时基于高频交流链接技术的充电电源能够实现恒流充电和恒功率充电两种充电模式。     

基于变压器延边三角形接法的城轨24脉波整流机组的研究

分析了城轨交通牵引供电系统中基于移相整流变压器网侧绕组延边三角形接法的24脉波整流机组工作机理,对移相变压器的移相及其对网侧电流谐波相消进行了公式推导。基于Matlab/Simulink构建城轨24脉波整流机组模型并仿真。对整流机组网侧和直流侧的电流谐波进行FFT分析,得出其分布规律,验证了所推导的谐波电流相消公式的正确性。最后对整流机组输出的直流电压纹波系数进行计算,计算结果表明其输出的直流电压能够满足牵引网直流母线电压所需的供电质量要求。     

阻基波滤波器对12脉波整流机组、电能质量的改善

大功率整流装置在城市轨道交通供电系统中广泛运用,其产生的谐波会对公共电网以及城轨牵引供电系统造成危害.24脉波整流机组网侧、直流侧谐波含量比12脉波整流机组少很多,但设备成本高.如果采用在12脉波整流机组网侧与直流侧分别连接滤波器的方法,能取得24脉波整流机组相近的效果,会节省大量的投资.分析了12、24脉波整流机组工作原理,24脉波谐波相消及滤波器设计原理.利用MATLAB/Simulink搭建24脉波整流机组和网侧、直流侧分别添加阻基波滤波器和单调谐滤波器的12脉波整流机组仿真模型,并对电流谐波进行傅里叶级数分析.结果表明,改善后的12脉波整流机组有效地减少了网侧、直流侧谐波含量,达到了24脉波整流机组相近的消谐效果,对城市轨道交通牵引供电系统具有重要的参考意义.     

牵引四象限变流器的预测电流控制

以牵引四象限变流器为研究对象,在分析变流器工作原理的基础上,为提升变流器瞬态响应、降低网侧电流谐波、保证网侧单位功率因数和稳定直流侧电压,对变流器的预测电流控制策略进行了研究与分析。利用MATLAB/Simulink搭建四象限变流器主电路和预测电流控制系统模型,对牵引状态下的网侧电流谐波、网侧功率因数和直流侧电压进行仿真测试。仿真结果表明,在牵引工况下,基于预测电流控制的四象限变流器可以实现网侧电压电流同相、稳定中间直流电压以及降低网侧谐波含量。     

整流侧大容量变压器充电对高压直流输电工程运行影响分析及改进措施研究

大容量变压器充电过程中产生的励磁涌流是交流系统常见的二次谐波来源之一,因高压直流输电工程固有运行特性,整流侧交流系统100 Hz谐波分量经直流换流阀转变后在直流侧呈现为50 Hz谐波分量,在直流线路谐波放大作用下,极易引发逆变站50 Hz谐波保护误动,甚至导致高压直流输电工程多回、多极闭锁,故在工程规划设计阶段需全面充分评估整流侧交流系统大容量变压器、换流变压器充电对直流工程运行的影响,同步策划解决方案。以某直流工程整流站换流变压器充电及整流侧交流系统电厂主变充电期间逆变站两起50 Hz保护动作为例,详细分析了保护动作原因,明确了整流侧大容量变压器、换流变压器充电对该直流输电工程安全运行的影响,并提出了后续运维建议及彻底整治措施研究的技术路线。     

采用三相不可控整流充电机的电动汽车充电站 谐波放大效应分析与计算

电动汽车充电站并联有源滤波器工作时,可能引起流过充电站集电母线的充电电流谐波出现放大效应。针对谐波污染最严重的三相不可控整流充电机,研究充电站各次谐波电流与谐波电压的耦合关系,定义电动汽车充电站总谐波电流放大系数,提出一种充电站集电母线电流谐波放大程度的量化方法。该方法实现了电流谐波放大效应的解析计算且具有较高精度。在此基础上,探讨谐波放大系数随充电机台数、有源滤波补偿率及相位差等因素的变化规律,为有源滤波器容量配置与控制设计提供依据。     

电动汽车充电站仿真模型及其对电网谐波影响

电动汽车的普及与推广将引致对大功率充电设备的大量需求,采用现代电力电子技术的大功率充电机是高度非线性的用电设备,对电网产生的谐波影响不容忽视。其产生的谐波主要来自充电机的整流装置,基于此,论文从适应于大量电动汽车充电需求的合理充电技术和合理充电规模问题出发,分别建立单台充电机和充电站仿真模型,仿真分析单台和多台充电机工作时对电网电能质量的影响,重点研究各次谐波电流含有率、电流总谐波畸变率和功率因数随电动汽车充电功率的变化规律及其随充电机台数增加的变化规律。仿真结果表明:大功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波电流含有率呈减小的趋势,小功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波含有率变化较平缓;电流总谐波畸变率随充电功率的增大和充电机台数的增加呈减小趋势,而功率因数的变化则由充电功率与充电机数目的耦合机制决定。     

电力机车用蓄电池充放电装置SVPWM技术的研究

针对电力机车用15 kVA蓄电池传统充放电装置功率因数低、高谐波污染等不足,将电压型矢量PWM整流逆变技术应用到蓄电池充放电装置中.装置既可用作充电电源,也可用作蓄电池放电时的负载,实现能量的双向流动.实验及检测结果表明SVPWM控制方式可实现网侧电流正弦化、高功率因数、谐波污染小以及充放电功率灵活调控的特点.     

谐波电流对功率因数的影响

当前,电网存在大量的非线性设备和非线性负荷,其产生的谐波电流注入电网会造成污染,同时也会对功率因数产生影响,致使功率因数表读数与实际的功率因数值不一致。文中用理论结合实际的方式对谐波电流影响功率因数的情况进行了分析。分析表明:要减少谐波电流对功率因数的影响,就要从管理和技术上同时采取措施,方能收到好的效果。     

基于谐波注入法的高功率因数三相整流器

三相整流器广泛应用于各种电力电子设备,其谐波治理问题日益被人们所重视。谐波注入法是利用谐波电流注入整流器输入端,整形输入电流波形以减小电网污染的有效方法。该文提出了一种新型基于三次谐波注入法的高功率因数三相整流器,该整流器利用二极管的电流单向特性限制注入谐波电流的大小,采用电容分流的方式调节注入谐波电流与负载的比例关系,以获得最佳谐波抑制效果。电路结构简单,且谐波注入电路损耗小。文章分析了该整流器的工作原理、特性及参数设计方法,并通过仿真和实验表明该整流器具有很好的谐波抑制效果,选取合适参数能使整流器获得接近于1的功率因数。     

电动汽车充电站谐波影响分析和控制

针对电动汽车充电站接入电网带来的电压和电流谐波问题,根据充电站设备典型配置和参数,采用电力系统谐波计算程序计算分析充电站在无滤波无补偿、滤波加电容补偿、动态滤波补偿和采用带功率因数校正(power factor correction,PFC)的新型充电机等不同方式和设备情况下的谐波水平,判断其是否符合国家标准限制值的要...     

采用变PI调节器的数字APFC的分析与研究

随着变频家用电器产品功率等级的不断提高,单相有源功率因数校正(APFC)电路的大功率化已成为研究热点.由于数字APFC控制技术具有较强的适应性和灵活性,因此得到了广泛应用.APFC电路中的交越失真现象增加了电网的谐波污染,使得电网的谐波电流难以满足谐波限制的要求.因此,提出了一种采用分段变参数的PI调节器技术,并通过D...     

Application of Improved Bridgeless Power Factor Correction Based on One-cycle Control in Electric Vehicle Charging System

In view of high power factor and high efficiency requirements in electric vehicle charging systems, an improved bridgeless power factor correction based on one-cycle control in the pre-regulator is proposed in this article. First, the working principle of a boost power factor correction converter and a one-cycle control strategy are analyzed. Second, a simulation model is built by MATLAB/Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA), and an experimental plant is developed by electron devices. Finally, simulation and experiment results show that the power factor of the front-end circuit in charging system amounts to more than 0.99, and the total harmonic distortion of current is less than 4%. The efficiency is greatly improved, and pre-stabilized output voltage is achieved. The proposed topology can facilitate the design of the DC/DC circuit in the final stage.     

基于直接电流控制的并联型PFC变换器研究

提出了并联型功率因数校正(PFC)的概念,揭示了基于直接电流控制的并联型有源电力滤波器(APF)和传统PFC技术的内在联系。并联型PFC兼具并联型APF和传统PFC的优点,即只需处理谐波和无功功率,装置容量小,效率高,且无需计算谐波及无功电流,就能实现单位PFC,且控制简单。在此详细分析了并联型PFC变换器的工作原理,建立了系统的小信号模型,并对系统参数进行优化,最后通过1 kW,20 kHz的原理样机验证了并联型PFC系统具有良好的谐波补偿效果和PFC性能。