基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制

不对称半桥变换器作为开关磁阻电机最常使用的功率电路,控制性能良好,能够最大程度发挥开关磁阻电机的性能,但是目前相关产品并不成熟。该文选取一种通用全桥变换器直接与开关磁阻电机各相绕组的连接方式,优化两相串联导通的逻辑,并且在此基础上依据串联导通的作用时间和相序划分各导通逻辑的区间。将改变电机运行状态的各有效开关组合与区间一一对应,配合直接转矩控制方法产生的转矩滞环信号,在各区间内对转矩进行滞环调节,最大程度抑制转矩脉动。实验结果表明,全桥变换器下的直接转矩控制逻辑具有良好的动、稳态性能。     

准单级功率变换的高效单相三端口功率因数校正变换器

由于Boost型功率因数校正(PFC)变换器输出电压必须高于交流电压峰值,因此当负载电压较低时,其需要级联直流/直流(DC/DC)变换器,不利于系统效率提高。以优化PFC变换器随电网电压变化的瞬时效率、进而提升整体效率为目标,研究了一种单相三端口PFC变换器。通过将传统三电平Boost变换器的低压侧分压电容直接用作负载输出端口,并构造出一个高压端口,可以实现交流输入侧和直流负载侧之间的准单级功率变换,有效减小了系统中功率变换的级数,从而实现PFC变换器整体效率的提升。此外,准单级功率变换的特性还有利于减小后级DC/DC变换器的电压电流应力和功率损耗,进一步提高交流/直流(AC/DC)变换器的整体效率。文中详细分析了三端口PFC变换器的工作原理和控制策略,建立了损耗分析模型并进行了仿真验证。最后,利用2kW实验样机验证了所研究变换器在改善系统效率方面的有效性。     

一种提高弱电网下LCL型并网逆变器鲁棒性的相位超前补偿策略

LCL型并网逆变器中,电容电流反馈有源阻尼法可以有效抑制LCL滤波器的谐振。但是,数字控制延时会改变电容电流反馈有源阻尼效果,从而影响系统对电网阻抗的鲁棒性。为削弱数字控制延时的不利影响,提出相位超前补偿方法以补偿电容电流反馈的控制延时。通过分析不同谐振频率下系统的稳定性,得出改进后系统的增益裕度要求都能被满足,并设计出相位超前补偿器的参数。接着,为保证电网阻抗变化时系统的稳定性,给出电容电流反馈系数的设计方法。当采用选取的电容电流反馈系数时,分析加入相位超前补偿器前后的闭环极点轨迹。最后,通过一台1kW原理样机,验证了所提出理论研究的有效性。     

电励磁双凸极无刷直流发电机热网络建模与热特性研究EI北大核心CSCD

电励磁双凸极无刷直流发电机具有调压方便、可靠性高的优点,在航空电源领域得到应用,但励磁绕组的引入会带来额外的励磁损耗,进而影响电机的温升。建立准确快速的电励磁双凸极电机温度场模型,并进行热特性研究对其安全稳定运行非常关键。该文对比分析集中励磁与分布励磁双凸极电机的结构特点与损耗分布特性。针对集中励磁双凸极电机的非均匀槽特点,考虑异型槽之间的热耦合作用,建立热网络分析模型。建立有限元分析模型验证了热网络模型的正确性,并对比分析不同转速与负载下集中励磁与分布励磁双凸极电机的热特性。搭建水冷集中励磁双凸极电机实验平台,并完成电磁与温升实验。实验结果与仿真结果一致,表明水冷条件下集中励磁双凸极电机相比于分布励磁双凸极电机具有更高的效率与更低的温升。     

边界限定条件下的LLC-DCX优化设计EI北大核心CSCD

论文针对小宽度、低高度的中间母线变换器,研究基于磁集成矩阵变压器的直流变压器(LLC-DCX),提出一种考虑电参数、磁性元件结构参数的优化设计方法。针对高度限制,通过低高度式的磁集成方案,有效抵消磁板中的高频磁通量,增加绕组线径;针对效率优化这一目标,详细分析变压器矩阵数、磁性元件结构参数等因素对整机效率的影响。最后,开发原型样机,额定360W输出,峰值效率97.6%,功率密度940W/inch3,验证设计方案的有效性。