固态开关的多路输出高压隔离供能电源研究

研究了一种应用于直流断路器中固态开关的多路输出高压隔离供能电源,采用LCL-T谐振网络获得高频恒流源,以高压线缆作为电流母线并起到隔离高电压的作用,通过磁环从电流母线拾取功率并实现多路输出.首先,介绍了该电源的架构及特点,对组成模块做了详细分析.其次,重点分析了全桥逆变型LCL-T谐振网络工作原理和输出特性,对电源拓扑结构的品质因数进行优化分析,并结合LCL-T谐振网络作为恒流源和电流母线的思想,给出了整机设计准则.最后,试制了具备12路输出、每路额定输出功率5 W的样机,并且实验结果表明,该供能电源具有结构简单、扩展性良好、零电压导通(ZVS)、母线电流的总谐波畸变率低、能够输出稳定的直流电压等优点,可以满足各类固态开关器件的驱动要求.     

双环控制CO2激光电源的研究设计

根据CO2激光器气体辉光放电的负阻特性，研究设计了一种新型零电流准谐振高压激励电源。该电源采用电压电流双环控制策略，复合式全波倍压整流输出，不仅降低了对高频变压器绝缘与工艺方面的要求，同时稳定性、效率也得到了提高。     

超声加工中振幅衰减的控制

超声加工过程中，振动系统的振幅会发生衰减，造成加工过程不稳定，生产率降低。针对振幅衰减的原因，提出了先进行频率跟踪，然后在谐振状态下再提高振幅的方案，使振幅不因加工状态的变化而变化，从而保证加工质量，提高生产率。     

基于改进EMD与关联维数的谐振接地故障选线方法研究

为解决谐振接地系统故障选线不准确和不实用的问题,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)与关联维数相结合的选线方法.采用改进的镜像延拓方法对传统EMD进行改进.将改进EMD方法应用于零序电流分析中,对分解得到的本征模态函数(IMF)中高频分量占比较高的前3个相加作为对应线路的特征频段.使用自相关法和改进的Cao法确定各线路特征频段的时间延迟参数和最佳嵌入维数,接着采用G-P算法进一步计算各线路特征频段的关联维数,利用故障线路和健全线路关联维数之间的大小差异进行故障选线.最后,仿真实验验证了所提方法的准确性和实用性.     

高频隔离型AC-DC环节直流侧阻抗建模与稳定分析

为了解决高频隔离型AC-DC环节阻抗建模问题,提出一种电压源型变换器(voltage source converter, VSC)与LLC谐振变换器集成耦合设计成的高频隔离型AC-DC环节(voltage source converter cascade LLC resonant converter,VSC-LLC)直流侧小信号阻抗模型的建模方法,此方法首先结合在近似谐振点工作模式下LLC谐振变换器的恒增益电压钳位功能,实现单级统一控制策略,将VSC与LLC视为一级;在此基础上,结合基波近似法下LLC谐振变换器的4阶小信号模型,建立了VSC-LLC系统小信号模型,进而推导出直流侧阻抗模型,突破双级系统阻抗建模。最后基于Matlab/Simulink搭建VSC-LLC非线性时域仿真系统,仿真结果验证了所提VSC-LLC直流侧阻抗建模方法的正确性,并分析了电路参数和控制器参数对直流侧阻抗的影响,为基于高频隔离型AC-DC环节微电网的阻抗稳定性分析提供了理论基础。     

LLC谐振变流器幂指数降频启动方法

为解决LLC谐振变流器带载启动冲击电流大和启动速度慢的问题,从LLC谐振变流器的阻抗特性出发,分析了LLC谐振变流器在启动过程中的阻抗特性和电流冲击特性,提出适用于LLC谐振变流器的幂指数降频启动方法.该方法降低LLC谐振变流器的启动冲击电流,同时提高了LLC谐振变流器的启动速度.2 kW LLC谐振变流器样机的实验结果表明,在启动频率为500 kHz时,相比于传统启动方法,幂指数启动法可将启动时间从80 ms缩短到14 ms,还可将启动冲击电流从7.0 A降低到6.8 A,有助于减小开关器件的电流应力和开关损耗.     

CLLLC谐振式变换器的广义预测控制

针对CLLLC谐振式双向DC/DC变换器的模型复杂、环路设计困难以及动态特性慢等问题,提出了一种基于低阶等效模型的广义预测电压控制GPVC(generalized predictive voltage control)算法.首先通过扫频方法拟合得到变换器低阶等效模型;其次设计一种基于模型的GPVC策略,构建成本函数;最后,搭建实验样机实现预测电压控制算法.实验结果证明了所提控制策略的有效性,在多种工况下相比传统PI控制方法具有更优的稳态性、动态性和鲁棒性.     

宽耦合范围的多模式无线电能传输系统

无线电能传输系统的传输能力在很大程度上受到其线圈耦合范围的限制.对于串联补偿的无线电能传输系统,传输功率随线圈耦合增强将降低,因此在实际的系统伏安容量限制条件下,传统无线电能传输系统难以在较宽的线圈耦合范围内输出所需的额定功率.为此提出了一种基于中心抽头绕组的可重构谐振拓扑,可在不同的线圈耦合范围内选择不同的连接方案和工作模式.可重构谐振拓扑充分考虑了各部分电路在不同模式中的重复利用,使系统在覆盖更宽耦合范围的同时保持了简洁的电路拓扑和尽量少的元件数量.仿真结果证明了该结构可在不显著增加系统伏安容量的情况下,大幅增大系统输出额定功率的线圈耦合范围.     

组串式三电平并网逆变器有源阻尼的研究*

组串式LCL型三电平并网逆变器结构广泛用于光伏发电系统中,其高阶输出滤波器与非隔离特性极易引起逆变器输出电流谐振甚至导致系统不稳定.为抑制其输出电流谐振,首先根据组串式并网逆变器的结构和控制建立闭环控制模型;然后针对此结构和控制的特点提出了有源阻尼算法的基本方案,并派生出四种有源阻尼方案;再利用系统闭环零级点对四种方案进行比较得出抑制效果较好的方案,并对其电网阻抗适应性进行分析.最终,通过搭建20 kW实验平台,对该有源阻尼的谐振抑制效果和电网阻抗适应性进行了检验.     

并联谐振感应加热电源扩容设计与应用*

为提高大功率并联谐振型感应加热电源的稳定性和功率密度,在电源设计中采用了IGBT和逆变桥双重并联的扩容方法,其中双重并联设计的重点是IGBT和逆变桥的均流.在基于IGBT并联模块驱动脉冲一致的情况下,分别建立了IGBT和逆变桥并联电路等效模型,分析了电路杂散参数对均流的影响.利用Simulink仿真验证了杂散参数对IGBT和逆变桥均流的影响.在电源样机中通过对并联IGBT模块驱动脉冲的一致性设计和合理的结构设计,取得了较好的均流效果.