矩阵式单相调压器的研究

矩阵式变换器是一种新型电力变换器.本文研究了一种由矩阵式单相变换器演化的单相调压电路,与传统调压器相比,这种调压器具有输入电流正弦度高、输出电压调节线性度好、功率双向流动、动态响应快、结构紧凑等特点.对这种调压器的工作原理和换流电路进行了理论分析和仿真分析,通过对不同负载进行的实验研究,验证了理论分析和仿真分析的正确性.     

基于Matlab/Simulink的单相-单相MC的研究

在介绍矩阵变换器(MC)的优点基础上，分析了单相-单相矩阵变换器的工作原理、拓扑结构及推导过程，并基于SIMULINK交互式仿真集成环境对单相-单相矩阵式变换器进行了仿真研究。仿真结果表明这种交-交变换器具有输出频率连续可调、在一定范围内输出电压连续可调、正弦输入电流双向功率流等优点．值得进一步研究。     

基于矩阵变换器的异步电机容错控制的研究

矩阵变换器(MC)具有输入输出特性好、电力谐波低、体积小等优良特性,但研究学者发现MC在实际应用中并不能稳定、可靠地运行,因而提出了不同的控制策略来提高其运行稳定性。本文提出一种MC的容错控制方法,使MC—电机系统在出现故障的情况下依然能够稳定运行或者安全停车,并对MC的输出进行谐波分析。仿真实验验证了采用容错控制能够提高矩阵变换器的运行稳定性,证明了这一理论的正确性和可行性。     

矩阵式变换器电流环无源性控制

针对矩阵式变换器输出侧电流易受输出侧负载影响现象, 提出了一种基于无源性理论的矩阵式变换器的控制器. 首先将矩阵变换器等效为虚拟的交－直－交变换器, 在d-q坐标下建立了矩阵变换器输入和输出侧的模型, 并基于无源性理论设计了矩阵式变换器输出侧闭环控制器, 以消除内外扰动和不平衡的影响, 实现对输出电流快速准确的跟踪. 仿真结果表明这种控制器具有很好的动态特性, 对输入和输出扰动均有很好的抑制效果.     

航空矩阵式整流器闭环控制系统仿真

三相交流航空电源供电系统对机载设备电源的输入功率因数有着较高的要求。由矩阵式变换器推演而来的矩阵式整流器是一种真正的四象限AC-DC变换器。相比较其他整流方案,矩阵式整流器具有体积小,输入功率因数可调最大为1,输入电流和输出电压谐波小等优点。在分析输入电流空间矢量调制算法的基础上,利用MATLAB/Simulink工具建立了矩阵式整流器仿真模型。仿真结果表明该系统在不同负载情况下都能满足输入功率因数为1等要求。     

基于SPWM的逆变技术的研究

用传统SPWM产生的修正正弦波逆变电源存在以下缺陷:输出电压中含有大量的谐波分量,带负载能力较差,不能给感性负载供电等。为了解决以上问题,提高逆变电源的带负载能力,在单极性SPWM技术的基础之上,设计了一种新型正弦逆变电源。通过精确控制开关管的导通关断和适当改变负载续流回路,实现零压续流,使负载得到纯度极高的正弦波电流。重点分析和论述了反压续流和零压续流的工作原理和过程,利用SABER软件构建系统主电路和控制电路模型并进行仿真,得到了纯正正弦波电流,克服了传统SPWM的不足,使后续电器设备的使用寿命变长。     

一种鲁棒双向直流变换装置的高阶滑模控制器

随着新能源发电技术的发展,双向直流变换器(BDC)因其能量双向流动的特点而被广泛应用于航空航天、充放电控制和电动汽车等领域.由于在上述应用工况下,能源间歇性输入、负载随机性扰动、功率流向切换均会对系统母线电压产生干扰,因此对控制器的鲁棒性要求较高.论文基于Super-Twisting高阶滑模算法,设计了一种互补脉冲宽度调制(PWM)型双向直流变换器的双闭环强鲁棒控制系统.阐明了Super-Twisting相比传统PI控制在鲁棒性和快速性优势的根本性原因,并基于一种类二次型李雅普诺夫函数,给出系统稳定条件,尤其是给出了更精确的Super-Twisting算法收敛时间的估计值.此外,通过等效控制线性化内环控制,解决了变换器应用中由于内环与变换器的非线性特性所导致的外环非线性算法参数设计复杂的问题,使系统外环亦可方便地采用Super-Twisting非线性算法,进一步提升了系统的鲁棒性.本文基于dSPACE半物理平台构建控制器,结合硬件电路进行实物实验平台的搭建.通过与传统PI双闭环控制对比,分别对母线负载扰动和功率流向切换进行了测试.最后通过仿真和实验验证了本文所设计控制器的有效性.     

基于矩阵式变换器的异步电机直接转矩控制策略

研究一种基于矩阵式变换器的异步电机控制策略,分析了异步电机的直接转矩控制方法和矩阵式变换器的空间矢量调制,给出了在直接转矩控制方案中,矩阵式变换器矢量电压的选择.这一控制策略同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电机的直接转矩控制.利用MATLAB仿真平台实现了该控制策略,仿真结果表明:采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因素.     

一种鲁棒双向直流变换装置的高阶滑模控制器（英文）

随着新能源发电技术的发展,双向直流变换器(BDC)因其能量双向流动的特点而被广泛应用于航空航天、充放电控制和电动汽车等领域.由于在上述应用工况下,能源间歇性输入、负载随机性扰动、功率流向切换均会对系统母线电压产生干扰,因此对控制器的鲁棒性要求较高.论文基于Super-Twisting高阶滑模算法,设计了一种互补脉冲宽度调制(PWM)型双向直流变换器的双闭环强鲁棒控制系统.阐明了Super-Twisting相比传统PI控制在鲁棒性和快速性优势的根本性原因,并基于一种类二次型李雅普诺夫函数,给出系统稳定条件,尤其是给出了更精确的Super-Twisting算法收敛时间的估计值.此外,通过等效控制线性化内环控制,解决了变换器应用中由于内环与变换器的非线性特性所导致的外环非线性算法参数设计复杂的问题,使系统外环亦可方便地采用Super-Twisting非线性算法,进一步提升了系统的鲁棒性.本文基于dSPACE半物理平台构建控制器,结合硬件电路进行实物实验平台的搭建.通过与传统PI双闭环控制对比,分别对母线负载扰动和功率流向切换进行了测试.最后通过仿真和实验验证了本文所设计控制器的有效性.     

一种新型双向DC—DC变换器

针对传统Buck-Boost变换器存在的输出电压有限、稳定性较差、增益较低等问题,设计了一种采用Z源网络连接直流输入电源和负载的新型双向DC-DC变换器,分析了该新型变换器在功率正向传输和功率反向传输时的工作过程。实验结果表明,该新型变换器能够实现功率双向传输,且在2种功率传输模式下都能实现升压、降压功能;与传统Buck-Boost变换器相比,该新型变换器输出电压更稳定,电压增益较高。