三电平双升压式能馈型PWM整流器

提出了一种新颖的二极管钳位三电平双升压式能馈型PWM整流器.该整流器是在两电平双升压式PWM整流器基础上改进得到,不仅保留了双升压整流器无桥臂直通隐患、无开关管体二极管反向恢复问题、可靠性高、效率高等优点,而且克服了开关管耐压高的缺点,适合高压输出场合.采用了电流滞环控制方法,实现了无环流的半周期工作模式.详细分析了该...     

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种新型的适用于低压输入的实现隔离DC/AC变换的结构拓扑-- 推挽式单级推挽电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,给出了参数设计及器件选择准则.研制的48VDC输入220V/50Hz输出500VA的实验样机证明了该电路的可行性,并表明了该电路具有结构简洁、可靠性高、电气性能优及效率较高的特点,是低压输入逆变器的一种理想拓扑.     

直流变换器虚拟电容电流前馈控制策略

建立了Boost变换器带恒功率负载时控制系统的小信号模型,分析了影响母线电压稳定的相关因素,证明了增加直流母线电容有利于提高直流母线电压稳定性,针对该结论对Boost变换器提出一种虚拟电容电流前馈控制策略。小信号模型分析、仿真和实验结果均表明这种控制策略能有效抵消恒功率负载负阻抗特性对母线电压稳定性的影响,有利于提高驱动系统功率稳定输出范围。     

变速风力发电系统统一功率控制策略研究

针对变速定桨风力发电机组,提出一种统一的全风速范围功率控制策略。该控制策略首先通过扰动观察最大功率跟踪控制方法找出机组的最佳功率运行关系,然后根据得出的最佳功率关系对机组实施功率反馈最大功率跟踪控制以提高跟踪速度。该方法不需要预知风轮的气动特性曲线,具有统一的最大功率控制性能。此外,针对高风速区限转速和限功率控制难的问题,该控制方法通过在高风速区降低机组的运行转速,迫使机组进入失速区运行,实现了机组恒功率软失速运行。在对所提出控制策略的工作原理进行详细分析后,通过实验室建立的风力机模拟系统,对采用不同参数的风轮构成的风力发电系统进行了实验研究,实验结果验证了本文提出方法的正确性和可行性。     

三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制

相比较传统的L型滤波器,LCL滤波器以其较低的成本和更好的高次滤波衰减能力适合应用于大功率场合下的三相并网逆变器。文章详细分析了根据逆变器电压电流传感器安装位置不同导致网侧等效阻抗的变化以及对并网逆变器采用不同电流控制方式时的系统稳定性。针对LCL滤波器本身存在的谐振问题以及传统的增加滤波器无源阻尼电阻会带来系统额外的功率损耗,降低变流器效率等缺点,文章通过建立基于LCL滤波器滤波电容串联和并联阻尼电阻的系统控制模型,构建系统传递函数并利用系统传函等效原则,选择滤波电容电压前馈分别实现基于有源虚拟阻尼电阻串联和并联的LCL滤波器系统控制方案,给出前馈系数计算方法。最后通过仿真和实验验证了采用基于有源虚拟阻尼电阻并联LCL滤波的三相并网逆变器控制策略,仿真和实验结果表明在不增加系统额外功率损耗的同时,逆变器并网电流工作稳定且谐波含量低。     

永磁直驱风力发电系统气动载荷抑制策略

风力发电机组发电过程中,风轮旋转采样随时间和空间分布的三维风场将产生风剪和塔影效应,导致风轮捕获的气动转矩中含有3P谐波分量。该谐波分量沿着传动链向下传播,不仅使传动链承受更大的气动载荷,而且会激发机组固有谐振频率,使机组振荡,严重影响了机组的可靠性。该文首先对永磁直驱风力发电机组进行了两质量块模型建模,通过模型分析得出了机组固有谐振频率和阻尼的大小。发现导致机组承受较大的气动载荷的原因为机组自身阻尼较小。为了增大机组的阻尼从而降低机组承受的气动载荷以及抑制机组谐振,提出一种注入阻尼的功率控制策略。该策略通过在机组的转矩控制环中加入与机组转速小信号量成正比的补偿转矩,大大增加了机组的阻尼。为了解决转速小信号量无法直接测量的问题,该文从机组的功率流中分析出了间接测量转速小信号量的方法。最后,在实验室建立了一台10kW变速风力发电机组实验系统,实验结果验证了所提出方法的正确性。     

零电压开关交错并联反激式DC-DC变换器的研究

本文提出了一种零电压开关交错并联反激变换器拓扑,该电路拓扑简单,元器件少,不但实现了零电压开关,限制了输出整流二极管关断时的di/dt,减小整流二极管的开关损耗,也有效地降低了开关管的电压应力。文中对该变换器的零电压开关工作原理进行了详细分析,给出了电路主要参数的选取依据,并制作了一个600W,80kHz的原理样机,最后通过仿真及实验验证了理论分析的正确性。     

高频LLC谐振变换器的效率优化

随着电力电子功率器件的发展,功率变换器向着高频、模块化发展。LLC谐振变换器由于拓扑结构简单且能在全负载范围内实现开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断,损耗小、效率高,可逐渐应用于高频场合,从而成为业界的研究热点。随着工作频率的提高,原先在传统LLC中被忽略的寄生电容不仅会影响原边开关管的软开关过程而且还会使得谐振电流发生畸变。分析了寄生电容对变换器软开关的影响且对死区时间进行优化设计,以提高变换器的效率。研制了一台功率为250 W,工作频率为400 kHz的LLC谐振变换器原理样机,并进行了实验验证。     

一种电力电子变换器功率MOSFET阈值电压在线监测方法

功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的健康监测技术对于保障电力电子装置的可靠性具有重要意义。对于功率MOSFET来说,阈值电压发生偏移是其门极氧化物发生衰退或其结温发生变化的重要标志,因而实现阈值电压的实时在线监测具有重要意义。传统的阈值电压监测,需要同时监测功率MOSFET的栅源极电压以及漏极电流。监测漏极电流时,电流测量量程需要设置得足够宽以覆盖电路的正常工作电流范围,否则会导致监测开启电流波形时发生畸变。但是,若量程设置得足够宽,这又会导致量化误差的增大,以至于无法精确监测开启电流。该文利用电力电子电路中的寄生电感,提出了一种简单易实现的阈值电压在线监测方法,该方法无需电流传感器,能够实现对阈值电压的在线精确跟踪。最后,仿真和实验结果验证了所提测量方法的有效性。     

采用同步整流技术的反激逆变器研究

本文提出了一种新型的单级式隔离逆变电路——反激逆变器，较传统的两级式逆变器，拓扑结构大大简化，在小功率尤其是低压大电流场合中的应用具有明显的优势。文中介绍了该电路的工作原理以及电路主要参数的设计。为了减小在低压输出场合中整流二极管的导通损耗，本文提出了一种同步整流的控制策略，有效地提高了整机效率。仿真分析和实验验证了该新型电路以及同步整流控制策略的可行性。