基于新型双电压空间矢量调制的准Z源六桥臂电压源逆变器

传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。     

Z源逆变器空间矢量调制的新策略

与传统逆变器相比,Z源逆变器允许逆变桥臂直通,通过控制一个周期内直通状态的时间便可实现输入直流电压的升降变换。首先,分析两种Z源逆变器的改进型拓扑并详细说明其工作原理;接着,阐述了Z源逆变器的空间矢量调制方法,进而提出一种新的基于直通零矢量作用时间分配的调制策略,以充分利用传统零矢量,并对开关表进行优化,减小损耗,实现最大升压,充分提高逆变器工作性能;再基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了主电路模型,采用基于C语言编程的S函数建模法实现Z源逆变器的新型调制策略进行仿真实验。最后,设计了1台基于DSP TMS320F28335控制的小功率样机,并进行了实验验证。实验波形很好地验证了改进型拓扑的优势,充分说明了新策略的可行性、有效升压性。     

基于空间矢量滞环控制的Z源光伏并网逆变器

提出了一种适用于Z源三相光伏系统的定频电流滞环并网控制新方法.该方法首先基于电网电压空间矢量将复平面分为6个区域以实现线电流的解耦控制,再对线电流进行固定次数的定时比较以实现定频控制,解决了直通时间插入问题.该方法能实现单位功率因数运行,具有响应快速、精度高、抗干扰能力强、开关次数少、易于数字化实现等优点.与传统滞环控...     

Z-源逆变器PWM调制策略的分析与比较

Z-源逆变器是一种具有升/降压功能的单级逆变器,较之应用广泛的电压源逆变器和级联Boost斩波电路的电压源逆变器,具有结构简单、整机效率高和系统安全可靠等优点.本文在简单介绍Z-源逆变器工作原理的基础上,重点分析了Z-源逆变器的PWM调制策略.阐述了目前为止应用于Z-源逆变器升压调制中的几种调制策略,包括简单升压调制、最大升压调制、最大恒定升压调制、三次谐波注入升压调制、直通分段SVPWM和正弦载波PWM等调制策略的实现方法,通过定性分析和定量比较,对比了各调制策略的性能,分别从升压能力、功率器件电压应力和电感电流纹波等方面讨论了他们各自的优缺点,并列出了各调制策略下Z-源逆变器的主要性能参数比对表,为Z-源逆变器的系统选型和实际应用提供理论依据.     

Z源光伏逆变器中感性负载的改进控制方法

简单z源逆变器的控制方法通过在普通SPWM零状态中插入固定直通占空比来获得.该方法虽然实现简单,但是在感性负载情况下,由于换向过程中无法提供续流通道,给输出电压和电流造成严重的崎变.基于产生崎变的机理,提出了一种改进的SPWM控制方法.该方法在换向时提供续流通道,不仅消除由于感性负载引起的输出交流波形的崎变,而且减少了...     

基于虚拟空间矢量过调制策略的逆变器共模电压抑制方法

虚拟空间矢量调制(VSVM)技术因其在共模电压(CMV)抑制方面的独特优势而受到关注,但相较于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,其线性调制范围较小,影响了逆变器的电压输出.分析了使用和弃用零矢量调制策略的CMV特性和线性调制范围,在此基础上提出了基于VSVM的过调制策略,推导出该策略下过调制补偿角与调制比之间的关系式...     

Analysis and implementation of a new zero current switching flyback inverter

In this paper, a novel zero current switching (ZCS) flyback inverter in discontinuous conduction mode (DCM) is proposed. In the proposed flyback inverter, the ZCS for the primary switch is achieved by adding a simple auxiliary circuit to the conventional flyback inverter. Also, the auxiliary switch is turned on and turned off at ZCS condition. Therefore, the switching losses of the switches are negligible, which increases the efficiency and allows higher switching frequency and more compact design. The resonant auxiliary cell is activated only in short transition times that makes its conduction losses negligible. Furthermore, the voltage overshoot of the main switch is limited during the turn-off process, which allows utilization of lower voltage metal-oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) with low conduction losses and low cost. The detailed operation of the flyback inverter with auxiliary circuit and design considerations are presented. Simulation and experimental results are presented to verify the performance of the proposed inverter.     

基于Z源电力弹簧和简化情感控制的微电网电压和频率控制方法

为了减小可再生能源出力间歇性引起的电压和频率波动,提出了一种基于简化情感控制、使用Z源电力弹簧(ES)的微电网电压和频率稳定方法。针对ES逆变控制死区时间引起的输出波形畸变、谐波含量增加等问题,设计了一种带Z源网络的ES拓扑结构,利用Z源逆变器允许桥臂瞬时短路的特性,消除了驱动信号的死区时间,降低了ES输出电压的谐波含量;通过分析情感控制的自学习过程,对情感控制模型进行简化,去除了眶额皮质结构并隐藏了奖励信号,在保证良好控制效果的同时,减少了需整定的参数;设计了基于简化情感控制的ES控制器,简化情感控制器根据关键负载电压及系统频率偏差对ES的幅值及相位进行调节,实现了用1个ES同时进行电压和频率控制。系统仿真与实验结果表明,所提方法有较高的控制精度,设计的ES输出电压谐波含量较低,能有效稳定微电网的电压和频率波动。     

光伏并网逆变器空间电压矢量双滞环电流控制新策略

提出了一种适用于三相光伏并网逆变器的双滞环电流控制改进算法。根据逆变器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦控制,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制。最后利用Matlab/Simulink工具箱和3 kW实验平台对双滞环控制算法进行验证。结果表明,该算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效地克服了开关频率变化不固定、开关损耗较大等问题。     

基于空间矢量电流调节器的三相四桥臂逆变器的解耦控制研究

该文提出了一种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。内环使用了-基于三维空间矢量的电感电流内环调节器，使电感电流相当于一受控电流源，解除了电感电流引起的耦合效应。外环采用了同步电压控制器，使用一个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。电容电流参考前馈策略的使用解除了由滤波电容引起的耦合效应；负载电流前馈策略的使用使系统具有对各种负载的快速反应和适用能力。建立了整个系统在dqo空间的控制模型，实现了对d，q，o三个分量的独立解耦控制。给出了在各种不平衡和非线性负载情况下的仿真结果，验证了该控制方案的可行性。     

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算，由低成本的单片机控制系统实现较为困难。本文提出了一种空间矢量的简化算法。该方法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量，直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间，简化了运算过程。并以Intel80C196MC单片机为控制核心设计制作了一套三相PWM整流器的实验装置。实验结果验证了本文所提出电压空间矢量控制简化算法的有效性。     

Novel Pulse-width Modulation Strategy to Minimize the Switching Losses of Z-Source Inverters

This article proposes a novel pulse-width modulation strategy to minimize switching losses of the Z-source inverter. The Z-source inverter has different pulse-width modulation patterns unlike the conventional voltage source inverter. Shoot-through states have been inserted within the zero states of the traditional pulse-width modulation patterns of a voltage source inverter to boost DC input voltage. Thus, the Z-source inverter has six active states, two zero states, and additional shoot-through states differentiating the Z-source and conventional voltage source inverters. The currents flowing through the switches of the Z-source inverter are larger than those of the conventional voltage source inverter, because Z-network currents must flow through the switches during the shoot-through states. Therefore, shoot-through currents increase the total switching losses of the Z-source inverter. In this article, switching losses of the Z-source inverter with the existing pulse-width modulation strategy are analyzed in detail. Then, new modulation signals of the Z-source inverter are introduced to produce unique pulse-width modulation patterns that minimize the switching losses of the Z-source inverter. The switching losses of the Z-source inverter with both pulse-width modulation strategies are simulated and compared. In addition, an experimental system has been built and tested to verify the effectiveness of the proposed strategy.     

Parallel inverter control using different conventional control methods and an improved virtual oscillator control method in a standalone microgrid

This paper develops a multi-timescale coordinated operation method for microgrids based on modern deep reinforcement learning. Considering the complementary characteristics of different storage devices, the proposed approach achieves multi-timescale coordination of battery and supercapacitor by introducing a hierarchical two-stage dispatch model. The first stage makes an initial decision irrespective of the uncertainties using the hourly predicted data to minimize the operational cost. For the second stage, it aims to generate corrective actions for the first-stage decisions to compensate for real-time renewable generation fluctuations. The first stage is formulated as a non-convex deterministic optimization problem, while the second stage is modeled as a Markov decision process solved by an entropy-regularized deep reinforcement learning method, i.e., the Soft Actor-Critic. The Soft Actor-Critic method can efficiently address the exploration–exploitation dilemma and suppress variations. This improves the robustness of decisions. Simulation results demonstrate that different types of energy storage devices can be used at two stages to achieve the multi-timescale coordinated operation. This proves the effectiveness of the proposed method.     

一种空间目标ISAR成像显控终端的设计与实现

显控终端是雷达系统的重要组成部分,为雷达操作用户提供雷达系统控制操作与目标信息的显示。本文介绍了一种基于 VS2010编译环境的空间目标 ISAR 成像显控终端。该显控终端使用专用硬件实现雷达目标回波信号的实时采集与接收,采用 CPU 与 GPU 异构并行处理机制完成回波数据的实时 ISAR 成像处理及结果显示。最终在通用 PC 上实现了包括系统参数设置、高速回波数据的实时接收与存储、实时 ISAR 成像处理及空间目标一维距离像、二维 ISAR 像的输出与显示。     

一种基于混合Buck/Boost电路的两级式逆变器功率解耦方法研究

针对传统两级式逆变器由于输入输出功率不平衡所带来的二次功率扰动问题,提出了一种六开关的混合Buck/Boost电路,并联在逆变器交流输出侧进行功率解耦,从而抑制母线电压和直流侧电流中的二次纹波,并将大电解电容替换成小容量和长寿命的薄膜电容。混合Buck/Boost电路可以处理双向变化的脉动能量,通过脉冲能量调制法(Pulse Energy Modulation,PEM)计算每个开关周期的开关占空比,实现对脉动功率的解耦控制。分析了混合Buck/Boost电路的四种工作模式,推导了PEM控制原理。使用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型进行验证,结果证明了方法的合理性和有效性。     

新型空间电源控制器的设计与实现

传统的基于S3R(sequential switching shunt regulator)功率控制技术的空间电源控制器已经在卫星中广泛应用,但随着功率控制技术和蓄电池技术的进步,人们发现基于S4R(sequential switching shunt series regulator)功率控制技术的新型电源控制器效率...     

一种高效的小体积激磁电源的设计

介绍了一种广泛应用于伺服系统中,用于激励旋转变压器或同步机的交流激磁电源,在该电源电路的设计中采用SPWM脉宽调制技术,并用自然采样法完成了SPWM的采样方法提高了电路的效率,降低了功耗;采用高频变压器升压,保证了高可靠、小体积,实验结果证明该方法实施方便,产品性能可靠、稳定,完全满足武器系统要求。     

新型航空静止变流器控制系统研究与设计

应用现代静止变流技术,采用双降压式半桥电路,提出了一种新型航空静止变流器,但该变流器的控制仍是目前的难点.在详细分析控制系统的基础上,选择了SPWM控制方法,并设计实现了相应的SPWM控制系统.通过Saber仿真和实验验证,证明了该控制系统的可行性,为新型航空静止变流器的进一步推广应用奠定了基础.     

基于CPU+GPU混合架构的改进型距离徙动算法设计与实现

改进型距离徙动算法是距离徙动算法的一种改进算法,相比于距离徙动算法,该算法可对任意距离切面成像,且无需插值,成像精度更高。改进型距离徙动算法的计算量大,单CPU难以满足实时成像需求,而CPU+GPU混合架构可解决此问题。两种算法的成像结果表明,改进型距离徙动算法的聚焦效果和图像对比度均优于距离徙动算法;NVIDIA GTX 1080Ti和Intel(R)Xeon(R)E5-2650 v4的实测结果表明,CPU+GPU混合架构与单CPU的加速比高达69.88。因此,基于CPU+GPU混合架构的改进型距离徙动算法实现是可行的。     

新型组合式验电器的设计与实现

为设计一款具有接触式与非接触式验电功能的10 kV高精确度验电器,提出一种新型高压验电方法。利用空间杂散电容分压原理和平板电容型电场传感器的电荷感应原理研制出一种10 kV新型组合式验电器。分析了工频电场分布,研究了空间杂散电容的分压原理并推导电场传感器的感应电压计算公式。利用Ansoft Maxwell对多种验电环境下的电磁场进行仿真并进行抗干扰能力分析,同时设计硬件电路和软件程序。在搭建的高压试验平台下进行接触式验电试验和非接触式验电试验。试验结果表明,在高电压输电环境下,非接触式验电的感应电压变化符合电场强度的变化规律,接触式验电和非接触式验电具有较高的验电准确度。