基于软件的电机软开关逆变器谐振匹配的实现

为了解决传统的硬开关逆变器存在的问题,提出了一种电动机软开关PWM逆变器,阐述了其结构组成及工作原理,通过分析软开关零电压条件的产生机理,提出为了实现逆变桥上开关管的零电压开通和关断,谐振环节辅助开关的开始工作时刻要提前于主开关信号开通时刻一个时间,即把主开关信号向后平移一个时间.重点讨论了如何把软开关技术和PWM技术结合这一关键问题,提出了谐振匹配的软件控制器,通过实验验证了通过软件控制器实现谐振匹配的方法是切实可行的.     

超声电机的软开关驱动电路

由于超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。利用半桥电路作为驱动器拓扑,可以解决电路偏磁问题,并消除开关管的电压尖峰。驱动器的容性负载性质使开关工作在硬开关条件下,在驱动电路中加入电感,可以使驱动电路的负载性质由容性转变为感性,实现开关管的零电压开通,减小开关损耗。给出了外加电感大小的设计准则,并进一步用变压器的励磁电感来代替外加电感。进行了驱动TRUM-60型超声电机的实验,结果证明了该方法的有效性。     

软开关逆变器的研究

介绍了软开关逆变器的基本构成和软开关的工作原理,分析了DC/DC直流变换、吸收电路和DC/AC逆变电路。据工程技术要求对电路的关键参数进行了详细的分析和计算。通过计算确定直流环节开关频率Fs为50 kHz,占空比D取0.45,变压器变比系数选择1.1,滤波电感3 mH,DC/DC功率管的选择选择PHILIPS公司生产的BYV26C超快软恢复二极管,DC/DC整流管的选择IXYS公司生产的快速软恢复二极管DSEI30-06。最后通过实验分析了不同输入电压时满载的效率值。     

基于开关磁阻电机的电动车驱动策略

研究了电动车驱动用开关磁阻电机的快速启动和节能控制策略。采用基于加速度反馈的启动策略,在启动过程中,实时检测电机的加速度,通过电流和加速度双闭环调节,实现快速启动的目标。同时,根据初始加速度的大小来判断重载程度,以确定相应的电流斩波限值,既满足启动要求,又防止电流峰值过大。在正常调速过程中,采用自适应开通角控制,达到节能的目的。将一台4kW 12/8极开关磁阻电机替代原直流电动机,用于某电动车驱动,试验结果表明:提出的控制策略在工程实践中是可行的,能够使电动车快速启动,高效运行,一次充电行驶里程提高11%。     

基于三相逆变器驱动开关磁阻电机的DITC调速系统设计

讨论两相同步励磁驱动模式对开关磁阻电机(SRM)转矩波动抑制。在基于三相逆变器实现SRM两相同步励磁驱动的基础上,采取直接转矩控制方法,控制瞬时转矩跟随设定参考转矩,通过迟滞控制环节,实现转矩脉动抑制。MATLAB仿真测试验证了在两相同步励磁的基础上实现DITC控制的可行性和转矩脉动有效抑制。     

基于S-Function的软开关逆变器仿真研究

在对辅助二极管谐振极软开关逆变器(ADRPI)工作过程及模型研究的基础上,建立了基于Matlab的S-Finction的仿真模型,为逆变系统的软、硬开关研究和设计参数的验证、调试带来极大的方便,介绍了软开关逆变器仿真的新方法。     

电动车开关磁阻电机驱动系统控制策略研究

开关磁阻电机具有结构简单、调速范围宽、可靠性高、可控参数多、过载能力强等优点,有着广泛的应用前景。首先,介绍了电动车开关磁阻电机驱动系统结构,设计了以TMS320F28335数字信号处理器(DSP)作为主控芯片的控制器。然后,根据电机不同转速段,设计了相对应的控制策略,最大化提高电机运行效率:以转速电流双闭环控制为基础,在低速区域内,采用电流PWM控制,利用PI算法调整PWM占空比,既可以限制绕组电流上限值,减小转矩脉动,又可以控制功率开关管斩波频率,避免损坏功率开关管,保证电机平稳起动运行;中速区域内采用电压PWM控制,加快转速动态响应;高速区域内采用变角度位置控制,实现电机宽范围调速。最后,在试验平台上,对提出的控制策略进行验证,测试电动车开关磁阻电机驱动系统的调速性能。试验结果表明,所提出的控制策略具有很强的适应性,使得该驱动系统具有良好的动态性能和较高的稳态精度。     

高频软开关逆变器数学模型研究

分析了高频软开关逆变器-交流异步电动机构成的拖动控制系统,建立了该系统的数学模型,导出了谐振直流环节波形可靠回零所依赖的最小初始条件。即谐振电感具有最小初始电流I_(Lmin)(0),求出了要获得I_(Lmin)(0)时谐振电容短路开关所需的最小导通时间t_(1min)(0)。研究了负载条件变化对系统谐振特性的影响,其结论为:当直流电源内阻及谐振电感直流电阻足够小时,谐振直流环节谐振特性不仅与谐振参教L、C有关,而且亦强烈地依赖于负载电阻R_2。文中给出了仿真波形。     

400Hz软开关逆变器的研究

本文以单向电压源高频链逆变技术为基础设计了一种由直流变换环节和逆变环节两级级联组成的软开关1kVA／115V／400Hz单相正弦波逆变器。前级DC／DC直流变换环节采用双管正激电路,应用零电压转换谐振技术实现软开关;后级DC／AC逆变环节采用全桥电路,应用高频脉冲直流环节逆变技术实现软开关,克服了依靠辅助谐振网络实现软开关结构复杂、控制难度大的缺陷。最后在空载、阻性负载条件下对研制的小功率逆变器样机进行了实验。实验结果表明该逆变器两级变换环节基本上实现了开关器件的零电压开关,输出电压稳定,输出波形质量较高。     

基于软开关技术的级联式逆变器仿真研究

为解决目前级联式逆变器的开关器件均工作在硬开关状态而造成较高开关损耗的问题,提出了一种带有直流环节并联谐振型软开关辅助谐振电路的三相桥式逆变单元与2级H桥逆变单元相串联的混合级联逆变拓扑结构。主级逆变单元开关频率比副级逆变单元的开关频率高一个数量级,在保证逆变电路整体输出效果的前提下,软开关的加入有效地降低了逆变电路的开关损耗。利用Matlab/Simulink仿真软件对所提电路进行了仿真研究,并对仿真结果进行了傅里叶分析,证明了所提拓扑结构的正确性。     

基于软开关技术的单开关LED驱动电路研究

本文给出了一种应用于LED驱动场合的单开关软起动boost电路。电路包含两个串联谐振电路,能够实现开关管的零电流开通和关断,降低开关损耗,从而大幅提高驱动电路的效率。本文提出的驱动电路能够提供恒定的输出电流,且不受输出电压波动的影响,因此该驱动电路非常适合于LED驱动。平均输出电流与开关频率、谐振电容及输入电压有关,而不受输出电压波动的影响。因此,对于特定的输出电流,该驱动电路的开关频率和占空比是恒定的,这也使得控制电路非常简单,非常适合于经济性指标要求高的场合。本文给出了一种12V/60V驱动电路的仿真结果,以验证该电路的正确性和有效性。     

用于无刷直流电机驱动的谐振极软开关逆变器

用硬开关逆变器来驱动无刷直流电机会产生逆变器的开关损耗大和运行效率低的问题。为降低开关损耗,提出一种用于无刷直流电机驱动的新型谐振极软开关逆变器的拓扑结构,通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振电路,利用辅助电路中的高频变压器的等效电感与主开关并联的缓冲电容之间的谐振,实现逆变器主开关器件的零电压开关和辅助开关器件的零电流开关。依据不同工作模式下的等效电路图,分析了电路的换流过程和设计规则,并建立起了辅助谐振电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。制作了1台实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关。该谐振极软开关逆变器能有效改善效率,降低开关损耗。     

三相组合式软开关逆变器的仿真研究

有必要研究新的三相逆变器拓扑,实现无输出变压器和功率器件软开关,发展逆变电源的三相独立控制技术。本文研究了两种新型组合式软开关三相逆变器拓扑,讨论了三相逆变器的模块化实现和不对称负载特性,给出了仿真波形。     

多电平逆变器软开关技术的研究

分桥和比较了各种多电平逆变器软开关技术的工作原理和主要特点,并讨论了其研究应用现状和发展前景,对其研究方向作出了评估。     

SiC MOSFET磁集成开关电感软开关逆变器研究

采用宽禁带半导体器件和软开关技术可显著改善逆变器效率和功率密度。提出采用碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的新型磁集成软开关逆变拓扑。重点研究SiC MOSFET零电压开关(ZVS)关断损耗,通过深入探讨SiC MOSFET寄生电容对ZVS实现的影响及等效寄生电容的提取方法,并构建开关电感磁集成动态损耗模型,优化SiC MOSFETZVS的条件,修正器件电压、电流应力公式,获得了更高效的电路设计参数。最后通过一台20 kW SiC MOSFET磁集成开关电感软开关逆变器实验样机证明了理论分析的正确性。     

基于ZCT软开关的光伏并网逆变器研究及实验

变流器中的损耗会随着开关频率的增加而增加,软开关技术具有减小开关损耗、降低电磁干扰等多种优点.主要研究了一种基于ZCT软开关的三相光伏并网逆变器,分析了这种ZCT软开关逆变器的工作原理,给出了软开关谐振参数的设计方法.对研制的100 kV·A软开关光伏并网逆变器样机进行了实验,并对软硬开关的开关损耗进行了对比研究,给出了零电流软开关的实现条件.     

新型软开关三相并网逆变器

提出了一种新型软开关三相逆变器,可以只采用一个辅助开关实现所有开关的零电压开通(ZVS),并抑制二极管反向恢复。逆变器的主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率,主开关和辅助开关电压应力均等于直流母线电压。分析了软开关三相桥式并网逆变器的软开关过程,研制了20 kW试验样机并完成了试验验证。     

高效率单相全桥软开关逆变器

为使逆变器处于高效率运行状态,提出新型单相全桥逆变器.在各切换周期内,仅需切换1个主开关和1个辅助开关的工作状态,而且辅助开关处于开通状态的时间可设计为常数,与负载电流瞬时值的变化无关.在各切换周期的工作流程中,主开关切换为开通状态前的端电压已为0,其实现了零损耗开通.讨论逆变器在1个切换周期内的工作流程、参数选取原则...     

新型软开关单Buck逆变器

为提高逆变器效率和性能,降低电磁干扰(EMI),提出一种新型软开关单Buck型逆变器拓扑结构,通过控制辅助谐振网络的谐振,使其主、辅开关管和大部分二极管实现软开关换流,减小了开关损耗和二极管反向恢复损耗,且电压和电流应力较小.此处对软开关谐振网络的工作原理进行了理论分析和实验研究,得到主、辅开关管驱动和电压、电流波形,...     

推挽高频链软开关逆变器

提出了一种新型用于推挽电流源高频链逆变器的有源箝位电路.详细阐述了电路的工作原理、控制方案和设计方法.最后给出仿真和实验结果.研究结果表明,该拓扑具有拓扑结构简单,使用器件少,体积小,对辅助功率器件的电压应力和电流应力要求低,部分实现了主开关管的软开关等优点.