电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究

本文第一部分对单相级联型逆变器的几种PWM调制技术较详细的理论和仿真对比分析，找出它们的内在联系，并从中找出单相级联型逆变器的最佳调制方案。第二部分针对该种调制方案应用电压电流双闭环瞬时值反馈技术制作了一台原理样机，瞬时值控制技术的采用可以加快系统的动态响应和提高非线性负载适应能力。在电流控制环中，用电容电流反馈取代传统的电感电流反馈可以显著提高系统的外特性硬度。仿真和试验验证了电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器具有优良的稳态和动态性能。     

多机并网逆变器的并网／并联统一控制策略

分析了多机并网逆变器系统,得出其等效电路,推导出调节逆变器输出电压的相位可以调节逆变器输出有功功率,调节逆变器的输出电压幅值可以调节逆变器输出的无功功率.根据该理论,提出了一种多机并网逆变器的并网/并联统一控制策略,通过有功功率闭环调节逆变器输出电压的频率,通过无功功率闭环调节逆变器的幅值,给出了系统的运行流程,并分析了该方法内在的反孤岛能力.仿真和实验证明,所提控制策略在逆变器并网与并联时控制效果优良,并能实现平稳转换.     

基于TMS320F28335的双向AC/DC变换器

研究了一种高功率因数双向AC/DC变换器,实现分布式直流供电系统与电网的连接.给出了变换器的控制策略,设计了以浮点型DSP TMS320F28335为数字控制核心的5 kW样机,并进行了实验研究.实验结果表明,所设计的双向AC/DC变换器能实现能量的双向流动和直流母线电压的稳定,以及网侧电流高正弦度及单位功率因数,可用于提高可再生能源发电系统的能源利用效率和供电电能质量.     

用开关点预置SHEPWM控制方案实现变换器调压

开关点预置最优正弦脉宽调制方案是以预设的最优开关点进行控制,具有总谐波含量小等优点,但缺点是开关点固定,控制不够灵活。基于ＤＳＰ的数字变换器,采用开关点预置ＳＨＥＰＷＭ控制策略,并结合最优ＳＰＷＭ,可以实现变换器在线控制调压,由于采用了软件控制的变换器调压方案,电路较为简单。论述了ＳＨＥＰＷＭ的原理和求解方法,并对其进行了系统仿真验证。     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

多通道逆变器的空间矢量调制调压技术研究

多通道逆变器(阶梯波合成逆变器)是一种适合于大功率应用的逆变技术，但传统的多通道逆变器不能调节输出电压。将SVPWM(空间矢量脉宽调制)调制技术应用于多通道逆变器，可以实现输出电压的调节。以4通道逆变器为例，分析了不对称SVPWM方案的基本原理和性能，给出了最优的开关频率和采样偏移角。采用不对称SVPWM方案，给出了2通道、4通道和6通道逆变器的仿真结果，以4通道逆变器样机进行实验，给出实验波形，验证了该方案的可行性，可以实现在低开关频率下得到良好的输出电压波形。     

LCL型进网滤波器的有源阻尼技术分析与比较

为厘清现有LCL滤波器的有源阻尼方法之间的关系和寻找新的有源阻尼结构,研究了抑制LCL谐振的有源阻尼方法的综合方法,构造基于反馈的有源阻尼统一分析模型,对采用单状态变量单补偿器反馈的有源阻尼方法进行了系统分析。通过传递函数和根轨迹图甄别出有效有源阻尼方法,详细分析了滤波电容电压反馈、滤波电容电流反馈和提出的网侧滤波电感电压反馈3种有源阻尼方法的特性。建立了3 kW实验样机对3种有源阻尼方法进行了性能对比研究,结果验证了有源阻尼综合方法的有效性。     

基于改进型零电流开关单元的PWM变换器族

本文提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS)，而且通过无源箝位电路彻底的消除了所有开关管的电压尖峰；此外，所有开关管的电流应力都很小。本文详细分析了基于该开关单元的buck变换器，研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性，最后得出了基于该开关单元的一族变换器。     

具有输入低频电流纹波抑制功能的光伏高频链并网逆变器

光伏发电系统对光伏电池输出电流低频纹波有严格的要求,而普通光伏并网逆变器通常增加滤波器容量或复杂的控制策略实现输入低频电流纹波抑制。将LCL-T谐振网络引入光伏并网逆变器,在变换器开关频率等于谐振频率时,可由谐振网络特性有效抑制光伏电池输出电流中的低频纹波。分析了光伏并网系统中电流、电压与各元件参数之间的关系,提出了相关元件参数的设计规则,并提出了相应的控制策略。实验结果表明,所提逆变器能够很好地抑制光伏电池输出电流中的低频纹波,且具有较高的效率。     

SiC MOSFET在航空静止变流器中的应用研究

航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换,对功率密度、效率、环境适应性、可靠性和电气性能等有较高的要求。碳化硅(SiC)半导体器件的开关速度快、高温特性好,在航空静止变流器中有很好的应用前景,但目前关于宽禁带器件在航空静止变流器中应用的研究比较少。首先结合现有的典型航空静止变流器电路拓扑分析了SiC MOSFET应用的关键问题;然后针对航空静止变流器逆变级的两级级联半桥逆变器,对比分析了应用SiC MOSFET与Si MOSFET的损耗大小,分析结果表明在现采用的开关频率下,即使现有SiC MOSFET导通损耗较大,但总损耗仍较小;且开关频率越高,SiC MOSFET的效率优势越明显,最后为适应高开关频率SiC MOSFET逆变器的需要设计了一种适应高开关频率和宽占空比变化信号的SiC MOSFET驱动电路,搭建了1台500 VA、115 V/400 Hz两级级联半桥逆变器实验样机,并验证了应用SiC MOSFET的航空静止变流器逆变级的可行性。