基于B-C-SVM的高频链矩阵变换器闭环控制研究

高频链矩阵变换器(High Frequency Link Matrix Converter,HFLMC)作为一种变换级数较少的整流器,具有高传输效率,是一种具有良好发展前景的变换器。本文以HFLMC为研究对象,在双极性电流空间矢量调制策略(Bipolar Current Space Vector pulse width Modulation,B-C-SVM)基础上,分析调制策略的原理,提出一种简单的比例积分闭环控制方法,通过控制调制度来实现对输出电压的控制。实验波形验证了本文所提控制方法的有效性以及正确性。     

基于新型两步换流的高频链矩阵整流器控制

介绍了高频链矩阵整流器（HFLMR）的双极性电流空间矢量调制算法,提出了一种新型的两步换流方法,该方法无需输出电流方向的硬件检测电路,提高了换流过程的可靠性,降低了成本。提出了基于d-q坐标系的HFLMR闭环控制策略,能在宽负载变化范围内获得单位功率因数控制、高质量的输入电流和输出电压／电流。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

一种高频链矩阵整流器改进调制策略研究

针对高频链矩阵整流器(HFLMR)传统调制策略存在共模干扰强、直流纹波大以及开关管应力高等问题,提出了一种改进电流空间矢量调制策略.该策略重新设计矢量扇区,建立新的占空比计算公式,选择间相邻的有效矢量作为基本矢量合成参考电流矢量.与传统双极性电流空间矢量调制策略相比,该调制策略不仅有效地降低了输出共模电压峰值,抑制了直流电流纹波,而且减小了变换器二极管的电压应力.最后,搭建了一台基于数字信号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)的样机验证了所提调制策略的正确性和有效性.     

微网储能用高频链矩阵整流器的SPWM控制

以适配于微网直流储能环节的隔离型单位功率因数PWM整流器为研究对象,针对高频链矩阵式整流器的拓扑结构,提出一种基于电源电压绝对值逻辑的SPWM调制方法,阐述了其工作原理,分析了具体工作过程,进行了策略优化,并以实验进行了分析研究.所得结果表明,新型绝对值逻辑SPWM调制策略对高频链矩阵式整流器的控制是可行、有效的,有关研究工作可望为高品质微电网的储能功率变换器研究提供有益的参考.     

三相高功率因数整流器的建模及闭环控制

应用特勒根定理建立了三相高功率因数整流器的控制到输出传递函数,并通过仿真进行了检验,进而设计了闭环控制器,给出了实验结果。     

不平衡电网下三相四桥臂高频链矩阵整流器及其解结耦鞍型波脉宽调制方法

为提高三相高频链矩阵整流器在不理想电网下的适用性,提出一种三相四桥臂高频链矩阵整流器拓扑,其在电压型三相三桥臂高频链矩阵整流器的基础上引入第四桥臂,旨在给输入不平衡的电流提供零序电流通路,进而提高其适用于不平衡电网的能力。为提高直流电压利用率,减小输入电流谐波,针对所提拓扑提出一种面向双向开关的数字实现式解结耦鞍型波脉宽调制(SAPWM)方法,其算法简便、灵活性强。为论证所提拓扑可分解为三个独立的单相高频链矩阵整流器,提出一种通过观测交流侧滤波电感两端电压波形来进行分析的新思路。最终实现了在电网电压一相跌落条件下仍能输出稳定的直流电压,输入电流谐波含量低且功率因数高。仿真和实验验证了所提拓扑及理论分析的可行性和有效性。     

一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色"全硅"功率变换器,具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,基于解结耦思路,提出一种新型SPWM混合调制策略,并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流,有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

一种高频链模块化电力电子变压器

电力电子变压器(PET)包含多级电能变换环节和大量元器件,制约了其效率、功率密度和可靠性的提升。基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的应用,本文提出一种高频链模块化PET电路拓扑。采用矩阵变换的方式可减少电能变换环节,并且所提拓扑可减少高频变压器与子模块的数量,具有体积和重量优势。针对该PET,分析了其工作特性与控制策略设计方法。仿真试验结果表明了所提拓扑及控制方法的可行性。     

一种全桥单向高频链逆变器

研究了一种全桥单向高频链逆变器。这种逆变器与周波变换器的区别在于它在高频变压器的次级设置了一个电解电容,用于提供接感性或容性负载时所需的无功能量,同时也可吸收变压器的漏感能量。通过对功率管开关时序的控制,可以实现部分功率管的软开关运行。电路具有结构和控制方法简单、体积小、噪音小、转换效率高等优点。仿真和实验结果证明了所提出的电路的正确性。     

PWM整流器的双闭环控制系统设计与仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)的控制通常采用双闭环控制,如何能够便捷又准确的得到双闭环控制系统调节器的参数成为人们越来越关注的课题.文章根据三相电压型PWM整流器的高频特性,建立了三相VSR电流内环和电压外环的简化数学模型,该模型既能真实反映三相VSR的运行状态,又便于工程设计.根据设计要求,提出了三相VSR双闭环控制的整定方法,并通过仿真试验对该整定法进行了验证.     

基于空间矢量SPWM控制的高频整流器

阐述了基于自然采样ＳＰＷＭ控制的三相电压型高频整流器的基本工作原理。在此基础上提出了基于空间矢量调制技术的控制算法，降低了系统对直流侧电压幅值过高的要求，并应用双８０Ｃ１９６ＫＣ单片机实现了数字化控制，实验结果证明了基于空间矢量控制的ＳＰＷＭ整流器具有常规整流器所没有的优良特性。     

一种组合全波整流式高频链逆变器

分析了3种传统的应用于并网的高频链逆变器(high frequency link inverter,HFLI)的电路拓扑,综合3种HFLI的各自特点,提出了一种组合全波整流式(combined full-wave rectifier-CFR)HFLI(CFR-HFLI)。推演了从周波式HFLI(cycloconverter HFLI,CHFLI)到CFR-HFLI的拓扑重构过程,分析了CFR-HFLI的电路工作模态。对CFR-HFLI和CHFLI进行比较,总结了CFR-HFLI的特点。给出了与CFR-HFLI相关的并网逆变器、AC/AC变换器和组合全桥整流式逆变器的电路拓扑。实验结果验证了CFR-HFLI具有的良好性能和高效率。     

基于模糊双闭环控制的PWM单相整流器设计

提出将模糊双闭环控制策略用于整流器以提高其功率因数,研究了影响整流器提高功率因数的因素,进而利用模糊推理技术和双闭环控制策略对功率因数和输出电压进行稳定控制,其结果明显优于单纯的PI控制和双闭环控制.     

单相高频链矩阵逆变器解结耦SPWM策略及实现

单相高频链矩阵式逆变器由直流输入侧单向开关H桥逆变器、高频变压器和交流输出侧矩阵变换器三部分构成。针对矩阵式变换器如何实现阻感性负载安全换流的关键问题,结合研究对象拓扑结构的特点,运用解结耦分析思想,提出一种新的解结耦SPWM调制策略。文中阐述了该方案协调工作的控制原则,设计了相应的开关组合逻辑,详细分析了SPWM高频开关工作周期内电路的工作模态,总结了其切换规律,进行了相关的软件仿真和实验验证。研究结果表明,该策略可较为有效地解决高频链矩阵式逆变器的阻感性负载换流问题,且可以实现软开关动作,验证了调制方法和控制逻辑的可行性与有效性     

一种高频链的IMC五桥臂逆变器

提出了一种用于双电机传动系统的高频链(HFL)间接矩阵变换器(IMC)五桥臂逆变器拓扑,解决了传统IMC五桥臂逆变器电压传输比低的问题,同时具有功率密度高、传输损耗低、能够实现输入输出级电气隔离的优点。提出了用于HFL IMC五桥臂逆变器的半周期双极性空间矢量调制策略和双逆变器输出的分层控制策略,实现了零电流换流的同时,扩大了变换器的应用范围。实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

双Boost逆变及用于高频链矩阵式逆变器

适应高频链能量变换的特点,提出一种新型双Boost高频逆变电路,该拓扑由两个全控开关和两个储能电感构成,通过占空比大于0.5的控制方法实现高频升压及逆变输出.相对普通的全桥高频逆变电路,该拓扑可减少开关个数以提高变换效率,缩小高频变压器变比进而减小其体积和分布参数,因此可广泛应用于具有高频逆变要求的电路中.在分析其结构特点及工作原理的基础上,提出一种以双Boost高频逆变电路与典型三相输出型高频链矩阵变换器相结合的新拓扑,详细分析了Boost电感电流连续模式(CCM)下该电路高频开关周期内的工作状态,给出了相应的仿真和实验波形,结果证实了该拓扑在高频链能量变换器中应用的可行性及其控制方案的合理性.     

阶梯波合成整流器及其闭环控制策略

研究一种阶梯波合成整流器,该整流器具有开关频率低、输出电流谐波含量小、滤波器体积小以及输入功率因数和输出直流电压可调节等优点,非常适合大功率应用场合。由于开关频率较低,传统的高频脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的闭环设计方法不能用于瞬时值闭环控制器设计,为实现阶梯波合成整流器的瞬时值闭环控制,该文对其进行了详细地数学建模和分析。在系统的带宽范围内,把高阶滤波器等效为一阶电感滤波器,并采用相位补偿措施降低PWM调制环节延时给系统带来的影响。在简化模型的基础上,设计瞬时值反馈闭环控制器。通过参数优化设计,可以获得优良的系统动态响应性能。仿真和试验结果验证该控制器的性能。     

高频链中高频变压器的分析与设计

高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。     

矩阵变换器双电压闭环控制策略改进研究

针对采用双电压合成控制的矩阵变换器(MC),研究设计一种新型闭环控制策略。该闭环控制策略依据双电压控制的MC占空比计算特性,计算得到理想输入电压占空比与等效输入电压占空比的偏差,将计算得到的电压占空比偏差作为闭环系统的负反馈变量加到下一个占空比计算周期内,以此达到闭环控制的目的。利用提出的闭环控制策略,解决MC输出侧电压性能受输入侧电压畸变以及MC内部器件性能不理想等因素的影响,保证MC的实际输出电压更好地达到期望电压,改善其受到扰动后输出电压质量降低情况,提高输出性能。实验结果表明:采用此新型闭环控制方法的MC输出电压更加接近期望电压,输出电流波形更加平滑,输出电压质量更加理想。     

高频链矩阵变换器解结耦调制策略在风电场中的应用

由于风电场运行的波动性和不确定性,使高频链矩阵变换器输出侧电压电流谐波含量较高。为此,提出一种应用于风电场运行的高频链矩阵变换器解结耦调制策略。基于解结耦调制思想从单向可控开关的角度分析由双向开关组成的矩阵变换器,并引入极性选择信号实现拓扑解耦。进而通过优化空间矢量信号与极性选择信号的逻辑组合,进一步优化双向开关驱动逻辑,降低换流难度,使得矩阵变换器输出电压电流谐波含量明显减少,改善了电能质量。Matlab/Simulink仿真验证了所提调制策略的有效性与可行性。