EMS型磁浮列车悬浮斩波器输入电流波动分析

悬浮斩波器是EMS型磁浮列车上的开关型电流放大器,由此造成输入电源的电流纹波较大。对双正激斩波器和三电平悬浮斩波器的输入电流波动方程进行了推导,对比发现,在相同输出电流条件下,三电平悬浮斩波器的输入电流波动更小。基于PspiceAD平台建立了悬浮斩波器模型,仿真研究验证了分析结论。最后,对自主研制的悬浮斩波器样机进行了实验对比测试。     

基于三电平斩波器的双电磁铁磁浮系统控制方法

在电磁悬浮系统中,由于模型的强非线性,很难实现动子在不同气隙下的稳定悬浮,需要解决系统严重的非线性问题。同时,传统的两电平斩波器驱动方式会带来较大的电流纹波,减小电流控制精度。因此针对单自由度双电磁铁磁浮平台,建立了系统的二阶电流型非线性数学模型,通过三电平控制方法,减小悬浮电流纹波,且升高母线电压后不影响电流精度。结合PID控制器,设计了精确反馈线性化的双电磁铁工作电流切换模式,提出了单自由度磁浮系统全行程悬浮的控制方法。仿真和实验结果表明,在不同悬浮气隙条件下,设计的非线性控制系统能够实现悬浮体的稳定悬浮。     

低速磁浮列车悬浮斩波器性能优化研究

电磁悬浮(EMS)型中低速磁浮列车采用的H桥悬浮斩波器,具有控制方法简单、稳定可靠等优点,但存在开关损耗大、变换效率低、输入侧电流纹波大、电磁兼容性差等问题。通过理论分析,在控制方法、器件选型、结构设计等方面进行优化设计,达到减少损耗、提高效率,改善电磁兼容性能等目的。仿真和试验表明,通过以上优化设计的悬浮斩波器改善了悬浮控制环境,明显提高了悬浮控制系统的性能,具有重要的实用价值。优化后的悬浮斩波器已在中低速磁浮试验车上得到应用,取得了良好的控制效果。     

三电平结构SVG输出电流谐波分析及滤波器设计

研究三电平静止无功发生器主电路结构与调制方法。对三电平SVG输出电流谐波与纹波电流进行分析并利用双重傅里叶变换推导出三电平SVG输出电流公式并计算输出电流纹波。通过对输出电流纹波的计算,可以知道在达到相同电流纹波要求的情况下,三电平SVG输出滤波器逆变器侧电感值仅需要二电平时的2/3。在此基础上根据装置无功补偿能力、谐波抑制要求以及三电平SVG输出电流特点提出一种三电平SVG输出滤波器设计方法,使其在满足无功补偿能力的前提下,采用较小的电感实现较好的滤波效果。最后通过仿真与实验证明提出的设计方法的可行性。     

电磁轴承脉宽调制型开关功放的实现及电流纹波分析

传统两电平脉宽调制电磁轴承开关功放的电流纹波较大,导致电磁轴承中产生的纹波损耗较大.采用一种三电平脉宽调制方法,对电磁轴承开关功放电流纹波进行理论分析,结果表明该方法能够大大减小开关功放的电流纹波,具有传统两电平脉宽调制输出波形质量好、动态响应快等优点,且实现简单.最后通过计算机仿真和实验对该方法进行了验证,仿真与实验结果说明了该方法的可行性和有效性.     

单自由度磁悬浮系统电流控制（英文）

单自由度磁悬浮系统作为磁浮导轨的基本悬浮单元,具有重要的研究价值。为了获得系统的高动态和静态性能,单自由度磁浮系统中的电流环需要具有高动态响应和高精度的特性。本文在基于双电磁铁模型基础上,研究了离散预测电流控制策略,并通过优化设计解决了在全数字控制系统中预测电流控制存在的时间延时问题。同时为了抑制电流纹波,在主电路中设计了基于三电平控制的斩波器。仿真和实验结果验证了提出算法的可行性和有效性。     

二电平电流型开关功率放大器稳定性分析

二电平电流型PWM开关功率放大器广泛应用于电磁轴承系统中。首先给出二电平电流型PWM开关功率放大器的基本原理及线性化模型。然后结合二电平开关功率放大器输出电流的纹波特点,分析纹波对开关功率放大器稳定性的影响,在电流控制电路分别采用分立器件和集成PWM控制芯片情况下,得到保证开关功率放大器控制回路稳定工作的比例电流控制器的临界增益。最后针对分立器件的电流控制电路,提出一种在低增益条件下通过调整载波偏置电压来降低开关功率放大器稳态误差的方法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

风力发电变流系统多重化升压斩波器控制方法研究

以永磁同步风力发电机组变流系统为背景,研究了交一直一交变流系统中间直流环节--多重升压斩波器的控制方法.升压斩波器采用电流闭环加前馈的复合控制方法,通过对主电路及控制电路进行Pspice仿真,以及基于DSP芯片TMS320LF2407A对单重、三重升压斩波器控制进行实验,在带负载的情况下进行了开环、闭环和前馈控制调试,实验最终结论说明三重升压斩波器具有减少谐波、平滑电流等优势,前馈控制能够有效地抑制整流输出电压带来的低频纹波,减小了电流脉动.     

高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器研究

提出一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器。该变换器不仅可以实现高升压比,显著减小变换器输入电流纹波,而且开关管承受的电压应力仅为输入电压和输出电压之和的四分之一。首先对变换器工作模态进行分析,推导了变换器电压增益。然后分析了悬浮交错三电平DC/DC变换器飞跨电容电压控制原理,给出了一种飞跨电容均压闭环控制方案。最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

新型三电平PWM交流斩波器

交流斩波器广泛地应用于工业加热、灯光控制、感应电动机的软起动等领域。随着电力电子技术的不断发展 ,其应用领域不断向高电压、大功率电能变换拓展。在高压电能变换中 ,现有器件的电压等级往往不能满足装置的需要。多电平技术是解决这一问题的常用方法。与此同时 ,多电平电路使用较多的电平数去逼近所希望的波形 ,使输出电压或电流的质量大大提高 ,谐波含量减少。多电平技术在交流斩波器中应用研究尚不多见。介绍了一种新型三电平PWM交流斩波器的电路拓扑。分析了其工作原理以及浮动电容的电压控制原理 ,分析了输出电压的谐波含量 ,最后给出了实验结果和波形。实验结果表明 ,三电平交流斩波器工作原理正确 ,可以正常工作。     

软开关悬浮斩波器研究

传统型的两象限H桥悬浮斩波器具有结构简单、性能可靠的优点,但是它的开关损耗大,效率低,发热多,电磁干扰也很严重。随着电力电子技术的发展,有必要用新的技术改造传统型悬浮斩波器。本文介绍一种零转换软开关悬浮斩波器．它在悬浮算法上与传统型悬浮斩波器完全兼容,控制性能没有降低,而且实现了主开关管的零电压转换．开关管工作条件大为改善,正常悬浮时的效率提高到接近90％,电磁兼容性也显著改善。     

前置电流型两象限斩波器的无刷直流电机控制器研究

研究了基于前置电流型两象限斩波器的无刷直流电机控制方法。介绍了电路的硬件结构,分析了利用该方法抑制电机的电流和转矩波动,改善电机制动特性的原理。在Matlab/Simulink环境下建立了控制系统的仿真模型,给出了仿真结果并与传统结构下的仿真结果进行了对比。结果表明,电流型两象限斩波器能够明显减少无刷直流电机电流和转矩波动,改善电机制动特性。     

四象限三电平悬浮斩波器研究

传统的两电平H桥磁悬浮斩波器结构简单,控制方便,但开关损耗大,效率低。在此介绍了四象限H桥悬浮斩波器三电平控制模式,其拓扑结构与两电平完全一致。基于PWM技术,控制斩波器开关的导通模式。理论分析表明,利用相位角相差180°PWM控制方式实现三电平控制,降低了负载电压应力,电磁兼容性也显著改善。仿真和实验结果验证了该方法的可行性。     

四象限软开关悬浮斩波器研究

传统的H桥悬浮斩波器开关损耗高、效率低、发热量较大,并且存在较严重的电磁干扰.为改善传统悬浮斩波器开关管的工作状态,将软开关应用到四象限悬浮斩波器中,使开关管发热较低,进而能够稳定工作.介绍了一种零电压转换四象限软开关悬浮斩波器,通过谐振电路的作用使主开关管工作在零电压导通状态.试验表明,采用软开关技术的悬浮斩波器的其...     

一种磁悬浮直线开关磁阻电机悬浮模块设计与分析

磁悬浮直线开关磁阻电机继承了直线开关磁阻电机的优点,结合有效的悬浮设计方案,在磁悬浮运输系统中具有一定的应用潜力。研究了磁悬浮直线开关磁阻电机的悬浮模块及其改进结构,分析磁场分布和磁路模型,在此基础上,利用有限元软件进行仿真,通过结果分析发现所提出结构具有天然解耦的结构特点,可以实现悬浮力控制和推力控制解耦以及悬浮力控制与动子前进位置解耦,通过线性调节悬浮电流即可线性控制悬浮力,使悬浮电流控制为标量控制,大大降低了悬浮控制系统的复杂性。此外,改进结构可以有效提高悬浮电流利用率,减小悬浮绕组损耗。     

基于多绕组永磁发电机的大容量级联型风力发电变换器

针对大容量风电机组的中压变换问题,提出了一种基于多绕组永磁发电机的级联型变换器系统,通过模块单元级联实现中压输出,从而省去升压变压器.将模块中发电机的两个正交绕组经PFC整流后在直流母线上并联,实现发电机单位功率因数运行,并保持馈入直流母线的瞬时功率恒定.利用发电机的电枢电感作为升压电路的储能电感,减小了系统的体积和成本,导出了电感取值的适用范围.逆变侧的H桥单元级联电路采用矢量控制,独立调节注入电网的有功和无功功率.仿真和实验结果验证了该类变换器拓扑结构和控制方法的有效性.     

Frequency and Current Ripple of DC to DC Power Converters with Respect to Different Modulation Techniques

In connection with dc choppers, different modulation techniques are used. The chopper may be of a transistor bridge type or of any thyristor type. The output current and voltage can be controlled by pulsewidth modulation, pulse-frequency modulation, or two-level control of the load current. The steady-state behavior of the different modulation techniques is shown in comparable equations and diagrams. Also shown are the ranges of the parameters in which it is possible to use the approximate equations for the chopper frequency and the output current ripple.