基于恒流自适应功能的大功率变频器预充电方案设计

针对传统变频器预充电电路需要光耦隔离和额外电路参与,以及软件算法复杂、调试不便等弊端,设计出了一种具有恒流自适应功能的预充电电路。该电路采用类似Buck电路的结构,自适应维持闭环稳定,为晶闸管触发提供相对稳定的供电,可以实现每相晶闸管交错开通而不再依赖软件参与,同时不需要光耦隔离,也不必关注开关电源优先工作的时序问题。PSIM仿真与实物平台测试结果吻合。测试波形表明,该电路方案切实可行,调试方便,具有一定的参考价值。     

适用于大功率逆变器的预充电方案研究

在交直交逆变器的启动过程中,预充电是十分重要的环节。传统的预充电电路应用较广,但成本随着逆变器功率的增大而增加,并且启动电流较大。设计了三相桥式半控整流预充电电路。通过调节晶闸管触发角的方式进行预充电,既降低了成本,又可以灵活控制母线电压,减小了启动时电容的充电电流。并通过MATLAB仿真对比了两种预充电电路的启动特性。     

直驱风电机组并网变流器预充电电路设计方法优化

直驱风力发电机组的全功率变流器并网前直流母线电容处于完全放电状态,为了避免并网时的大冲击电流对网侧断路器、母线电容等产生损害,需要设计预充电电路在变流器调制前将直流母线电容充电到一定的电压值。本文在分析了常见预充电电路缺点的基础上,对三相和单相全桥预充电电路原有设计方法进行优化,并用仿真结果验证了改进后方法的准确性。另外,对于直流母线电容容量较大的变流器,推荐了一种低功耗电容式预充电电路。     

逆变器系统预充电控制策略的研究

介绍了常见的交流传动系统结构及三相逆变器的预充电控制方案。结合交流传动系统中逆变器能耗制动电路提出了一种简化的三相逆变器系统结构和新的LCR预充电电路。通过建模分析,得到新的预充电电路及参数对充电过程中电压、电流性能的影响。为了限制充电过程中的电压和电流,提出了基于PWM控制的预充电控制方案,从理论上分析了PWM控制方案下充电电流的规律并通过实验证明了该控制方案的可行性。     

有源中点钳位五电平逆变器悬浮电容预充电控制策略

有源中点钳位五电平（ANPC-5L）拓扑是一种适用于中高压变频驱动的新型拓扑结构。现有ANPC-5L逆变器悬浮电容预充电方法具有简单可靠、不需要外部充电电路等优势,但也存在开关管电压应力过大、强制互补的开关管直通等不足。针对此问题,该文提出一种悬浮电容预充电控制策略,通过在交流侧布置预充电电阻,即可实现直流侧支撑电容和桥臂内悬浮电容同时预充电,预充电过程中既可以确保支撑电容中点电位为母线电压的一半,也可以确保各桥臂悬浮电容电压为母线电压的四分之一。该文分析预充电过程的等效电路,推导预充电过程中电容电压的时域解析表达式,得出预充电电路参数设计的理论依据。通过电路仿真,对所提预充电控制策略进行了验证,同时在一台功率等级为100kW的ANPC-5L逆变器样机上对所提控制策略进行了实验验证。     

预充电对MH-Ni电池性能的影响

研究了MH—Ni电池封口后立即进行预充电和恒温处理对电池性能的影响;比较了不同预充电量对电池初容量、放电平台、高倍率放电、自放电以及高温搁置性能的影响。试验结果表明：预充电量为设计容量的30％最理想,但电池的自放电量相对较大。     

TSC无功补偿装置的研究

通过晶闸管投切电容器组的电路模型,运用拉氏变换分析了无过渡过程投切电容器的两个必要条件,以及满足该条件的主电路的结构和触发时应解决的问题;详细分析了预充电无过渡过程TSC主电路的工作原理;针对现有的触发电路调试复杂、运行易受环境影响的特点,以其工作波形为基础,以星形连接的晶闸管投切电容器组为例,阐述了预充电动态无过渡过程TSC触发电路的设计应注意的事项、实现的途径及原理框图,该电路通过了实验室验证,文章在最后得出了合理的结论。     

半导体RSD开关预充电路设计与研究

利用快速晶闸管设计了一种可用于触发大电流半导体开关的反向导通型双晶复合晶体管(Reversely Switching Dynistor,简称RSD)电路.重点介绍了RSD预充电路参数选择和触发脉冲产生电路的设计,解决了预充电路和主回路RSD开关开通后各电气参数的配合问题.实验结果表明,当预充电路的工作电压约为800 V时,RSD开关的预充峰值电流约为600 A,脉冲宽度约为2 μs,流过RSD开关的脉冲峰值电流可达5.3 kA,脉冲宽度约为10 μs.     

TSC无功补偿装置的研究

通过晶闸管投切电容器组的电路模型,运用拉氏变换分析了无过渡过程投切电容器的两个必要条件,以及满足该条件的主电路的结构和触发时应解决的问题;详细分析了预充电无过渡过程TSC主电路的工作原理;针对现有的触发电路调试复杂、运行易受环境影响的特点,以其工作波形为基础,以星形连接的晶闸管投切电容器组为例,阐述了预充电动态无过渡过程TSC触发电路的设计应注意的事项、实现的途径及原理框图,该电路通过了实验室验证,文章在最后得出了合理的结论。     

6 kV变频调速系统中IGCT串联缓冲电路设计

IGCT单独使用时可以不用缓冲电路.但是6 kV及以上高压变频器需要将IGCT串联使用以获得更高的耐压水平.此时,IGCT需要并联缓冲电路才能安全工作.为设计6 kV高压变频器串联吸收电路,通过对IGCT特性进行分析,给出了设计IGCT缓冲电路的具体方法,通过试验验证吸收电路的工作效果.     

大功率直驱风力发电机组并网变流器的研究

介绍了直驱同步风力发电机组并网变流器主电路的网侧滤波器的设计和计算、电机侧滤波器的设计和计算、制动单元设计和预充电电路的设计。最后,基于网侧和机侧的控制理论,利用Matlab对控制方法进行了仿真,并通过对1.5 MW直驱风力发电机组并网变流器样机的试验,证明了设计方法的可行性。     

变频器EMC设计及典型试验方法研究

变频器以其节能显著,保护功能完善,调速性能好,使用维护方便等优点,占据了交流电机调速的主导地位.在推广应用中,工业现场的电磁干扰(EMI)问题日益突出,直接影响到变频器的稳定运行.对此,根据变频器的电气电路结构,详细分析了变频器主回路、控制回路、驱动电源电路、PCB板、接地方式等设计中改善电磁兼容性(EMC)的问题;探讨了变频器设计中解决EMC若干措施及验证设计的典型试验方法.提供了具体试验案例分析,具有很好的实用参考价值.     

大功率直驱风力发电并网变流器主电路的研究

对直驱并网变流器主电路的设计进行了研究,主要包括:网侧滤波器的设计及计算、机侧滤波器的设计及计算、共模电压的消除。基于网侧和机侧的控制理论,利用MATLAB对其控制方法进行了仿真,并通过对1.5 MW直驱风力发电机组并网变流器样机的试验,证明了该设计方法的可行性。     

A new parallel ZVS converter with less power switches and low current stress components

A new direct current (DC)/DC converter with parallel circuits is presented for medium voltage and power applications. There are five pulse‐width modulation circuits in the proposed converter to reduce current stress at low voltage side for high output current applications. These five circuits share the same power switches in order to reduce switch counts. To reduce the converter size, conduction loss, and voltage stress of power semiconductors, the series connections of power metal‐oxide‐semiconductor field‐effect transistor (MOSFET) with high switching frequency instead of insulated gate bipolar transistor (IGBT) with low switching frequency are adopted. Thus, the voltage stress of MOSFETs is clamped at half of input voltage. The switched capacitor circuit is adopted to balance input split capacitor voltages. Asymmetric pulse‐width modulation scheme is adopted to generate the necessary switching signals of MOSFETs and regulate output voltage. Based on the resonant behavior at the transition interval of power switches, all MOSFETs are turned on under zero voltage switching from 50% load to 100% load. The circuit configuration, operation principle, converter performance, and design example are discussed in detail. Finally, experimental verifications with a 1.92 kW prototype are provided to verify the performance of the proposed converter. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于频域建模与遗传算法的电力电子电路参数辨识方法

研究电力电子电路参数辨识技术,提出了一种基于频域特性分析与遗传算法参数求解的电力电子电路参数辨识方法。以Buck电路为例,建立了电路频域模型,选择电感输入电压、电路输出电压作为监测信号,利用快速傅里叶变换对监测信号进行频域分析,得到电路模型频率响应特性;依据电路频域模型及频响特性,选择适当的频率点并利用遗传算法对电路参数进行辨识。实验结果表明,新方法能够有效实现电力电子电路参数辨识。     

一种新型的不对称半桥隔离驱动电路设计

随着软开关技术的不断发展,不对称半桥变换器的应用越来越广泛。两路互补导通的驱动电路的设计是不对称半桥变换器设计中的一个重要环节。本文介绍了几种常用的不对称半桥MOSFET驱动电路,分析了各电路的优点和适用场合,并指出其不足之处。最后设计了一种新型的不对称半桥隔离驱动电路,通过样机实验证明这种驱动电路不仅结构简单、设计合理,而且能够较好地实现不对称半桥电路的驱动。     

基于Si9122A的同步整流输出DC/DC变换器

研制了半桥结构的DC/DC变换器.采用带同步整流驱动输出的新型半桥控制芯片Si9122A实现了对变换器中初级开关管和次级同步整流管的PWM控制.该变换器电路结构简洁,控制调整方便.由于输出整流电路中采用低导通电阻的同步整流MOSFET替代了肖特基二极管,芯片自带同步整流管驱动信号,解决了自驱动方式信号差和外驱动方式电路复杂的问题.最后给出了实验结果.     

高频荧光灯镇流器芯片的设计

本文介绍了一种高频荧光灯镇流器芯片的设计,在芯片的实现上充分体现了低压控制电路与高压功率器件在单一芯片上的兼容性。论文从该类芯片的D类DC-AC谐振转换工作模式出发,介绍了其中的两个核心线路:可控频率的波形发生器和电平移位电路的设计。作者对片上集成的高压功率器件进行了结构上的探讨,并使用MEDICI仿真工具对采用的高压功率器件进行了模拟仿真。     

一种新型电压源感应加热负载匹配方法的研究

分析了利用三阶负载谐振网络的静电感应法对电压型感应加热电源进行负载匹配的过补偿和欠补偿两种电路，给出了设计和计算方法。根据匹配电路的结构和响应，分析了两种匹配方式对逆变器开关状态的影响．在分析逆变器开关管的开关损耗后发现，过补偿三阶谐振电路相对于欠补偿有很大的优点，尤其适合高频变换器。通过仿真和实验对理论分析结果进行了验证，其结果证明了分析的合理性。     

电流源高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了基于反激F1yback变换器的电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构与拓扑族。该电路结构由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出周波变换器构成，能够将一种不稳定畸变的交流电变换成问频率稳定的正弦交流电压；该电路拓扑族包括单四象限功率开关式、推挽式、半桥式、全桥式等四种电路。以单四象限功率开关式电路拓扑为例，分析研究了这类变换器工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线、关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念的正确性与先进性。