三相电压型SVPWM整流的控制策略研究与实验

为了克服传统整流器功率因数低和谐波大的缺陷,设计出功率因可调以及能量双向流动的三相电压型整流器.从其结构与数学模型两方面入手,结合矢量控制和比例积分调节原理,提出了SVPWM的实现方法.在以TMS320LF2407犁DSP为平台的目标系统上,进行程序编写和调试,获得了完整的网侧电流电压波形.实验结果表明,在该控制策略下,输入电压电流波形良好且同相位,系统性能优良.     

交错并联移相全桥全负载状态静态特性研究与优化设计

软开关移相全桥是目前在中大功率的开关电源系统应用广泛的一种拓扑结构。通过多电源模块的交错并联能够提高变换器功率等级,减小滤波器体积重量。本文应用小信号建模分析方法,研究了交错并联移相全桥软开关变换器在全负载状态的小信号模型,对比差分采样与电流传感器采样模型的区别,解释了电感电流的低频振荡问题的产生的原因,并提出解决方案。最后通过仿真和实验进行了验证。     

一种提高中频逆变器外特性的谐振控制器建模与带宽设计

外特性是衡量逆变器性能的重要指标,代表了逆变器输出电压受负载的影响程度,性能优良的逆变器通常具有较硬的外特性,其空载到满载过程中输出电压的变化量较小。目前谐振控制器法是提高双环控制逆变器系统较为可靠的方法。但是该方案应用于400Hz中频逆变器时,会在空载或轻载下在低频段产生相移,造成相频曲线穿越??,同时因为中频逆变器的谐振控制器中心频率往往接近截止频率,谐振控制器的相位移设计不当会影响系统开环传递函数的相位裕度,造成系统的不稳定。本文通过对包含谐振控制器的三相四桥臂逆变器在全负载状态下的小信号建模,结合经典控制理论,分析了系统相频曲线低频段穿越??时稳定性判断条件,提出了一套应用于中频逆变器的谐振控制器设计依据。据此设计谐振控制器,逆变器在提高外特性的同时在全负载范围获得了良好的稳定性能和动态性能。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

中频三相四桥臂逆变器控制策略不平衡 负载状态相量模型分析

三相四桥臂逆变器具备不平衡负载工作能力与三相解耦控制功能,但是在中频场合基于模拟控制的四桥臂控制策略较为复杂。该文基于第四桥臂开环、闭环控制方法,结合三次谐波注入控制策略,采用建立主电路电压、电流以及控制环路信号相量模型的方式,通过分析和对比不同控制策略在不平衡负载下的工作特性,得到第四桥臂控制方法与电路参数的关系,总结控制策略设计依据。证明基于三相电流环输出控制信号合成的三次谐波能够在不平衡负载状态实现对第四桥臂大部分零序分量的补偿。在此基础上,提出一种结合三次谐波注入与中线电流闭环的控制方法,该方法在保证直流电压利用率的同时,进一步提高了不平衡负载下三相输出波形质量。该文还通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略

三相四桥臂逆变器(3p4l)在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力,在此基础上采用3次谐波注入可以提高逆变器的直流电压利用率。若将多个三相四桥臂逆变器单元共直流母线并联,能够实现扩容。但是并联单元的电感电流若不采取控制,会导致环流问题,严重时会损坏逆变器。在基于平均电流均流控制策略的基础上,采用一种适用于模拟电路实现的3次谐波注入方式。由于主电路元器件参数的不对称性,并联单元各自生成的3次谐波不对称,增大了并联单元之间的零序环流。针对该问题,提出一种基于各并联单元3次谐波信号平均值法的三相四桥臂逆变器并联均流控制策略。在保留3次谐波注入的同时使得并联模块四个桥臂电感电流得到控制,消除环流,实现了并联桥臂均流。最后通过仿真和实验验证了控制策略的正确性。     

基于虚拟输出阻抗分析的并联三相四桥臂逆变器环流抑制

三相四桥臂(3P4L)逆变器在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力。多个逆变单元共输入、输出方式并联,能够实现功率扩容,但同时也带来并联单元之间的环流问题。而3P4L由于其独特的拓扑结构,其并联控制策略较单相或三相三桥臂逆变器并联更为复杂。在基于双闭环平均电流均流控制的并联3P4L逆变器控制策略基础上,建立并联系统的小信号模型,并由此获得并联桥臂的虚拟输出阻抗模型。分析控制环路以及主电路参数与虚拟输出阻抗的关系,根据分析结果指导环路与主功率器件的参数设计,达到抑制并联桥臂环流、提高并联单元均流性能的目的,最后提出基于虚拟输出阻抗分析法的并联环流抑制方法,通过仿真和实验验证了该方法的正确性。     

螺旋型电磁炮高速射弹的气动特性研究

为研究螺旋型电磁炮射弹结构的气动阻力并探讨其减阻方案,采用ANSYS Fluent数值模拟了40 mm射弹高速飞行的气动特性,研究了马赫数、攻角对射弹阻力的影响规律,并通过弹体结构优化分析了其减阻效果。研究结果表明:电刷与轨道凹槽设计增加了射弹飞行阻力,其中定子电刷增阻作用最大;受弹体表面固有缺陷限制,增大射弹攻角后阻力系数与速度成正比,7 Ma条件下6°攻角与0°相比阻力系数提高了1倍;高压强梯度结合面圆角处理以及射弹底凹设计均可减阻,但前者的减阻效果更优。