宽频率范围跟踪晶闸管触发器的研制与应用

分析了常用晶闸管触发器难以适应供电电源频率大范围变化的原因,提出了由高精度频率/电压变换器检测及跟踪同步供电电源频率的变化,再把高精度频率/电压变换器的输出作为同步信号,为锯齿波触发器提供给定的锯齿波充电恒流源,从而获得同步供电电压频率大范围变化时同步锯齿波的频率自动跟踪变化,而锯齿波的幅值却保持恒定不变,实现了同一移相控制电压下,晶闸管的触发控制角不随同步供电电压频率的大范围变化而变化。应用双时基电路556与比较器配合产生触发脉冲,获得了可跟踪同步供电电压频率在30～160Hz大范围变化的三相晶闸管触发器,经在多台大功率晶闸管整流装置中应用,获得了很好的应用效果。     

基于锯齿波的载波移相脉冲宽度调制技术

传统方法为了产生多电平电压,往往需要每个H桥单元都有一个独立对应的半周期对称三角载波,且不同载波之间有一个固定的移相角度。而对基于锯齿波的载波移相技术研究的较少。为此,提出了一种基于锯齿波的载波移相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术。与传统方法相比,在该方法中,所有功率单元都使用同一个载波作为时间参考,并使用非对称PWM发生器来产生传统的对称的载波移相PWM波形。采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)芯片TMS320F2812对一个5单元11电平进行载波移相试验,采用所提的锯齿载波移相PWM技术实现方法,仅通过事件管理器就可以对5单元变换器提供开关脉冲。试验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于移相PWM控制数字化臭氧电源的设计

研究并设计了一种新型的基于移相全桥PWM控制的数字化臭氧电源。采用频率跟踪技术跟踪负载电流的变化,使电源工作在准谐振状态,采用LPC2129的PWM控制器实现了移相PWM功率调节。实验结果表明,系统运行更稳定,更可靠。此外,还实现了电源控制的数字化。     

基于FPGA的调制信号发生器设计

本文重点论述了一种应用DDS技术来实现调制信号发生器的设计方案。该方案选用Altera公司生产的ACEX系列FPGA——EP1K50芯片实现,能够输出正弦、方波、锯齿波、三角波、白噪声、扫频正弦、双正弦;频率范围:正弦0.5Hz~1MHz;方波、锯齿波、三角波0.5Hz~100kHz;频率分辨率可达到0.0058Hz。本文介绍了该方案各功能模块的设计实现,设计了该方案的软件和硬件,最终的测量结果表明实现了该方案的主要功能。     

基于DSP的数字化超音频感应加热电源研究

针对超音频感应加热电源传统移相脉宽调制(PWM)调功控制策略轻载时的缺陷,提出一种将有限双极性PWM法与移相PWM调功相结合的新型功率控制策略,使超音频感应加热电源在轻载条件下实现软开关.同时以TMS320F2812为核心,研究设计了基于DSP的串联谐振式超音频感应加热电源控制系统,实现了整流软启动,死区的动态调整及数字锁相环频率自动跟踪,从而达到提升超音频感应加热电源数字化控制的目的.经实验测试,该系统加热效率高,可靠性好,节能显著,具有很高的实用价值.     

一种新的移相控制PWM变换器的小信号等效电路模型

对移相控制PWM变换器进行小信号分析的一种基本方法就是所谓的状态空间平均法[1]。但是该方法过程繁琐。本文提出移相控制PWM变换器本质上是由Buck变换器演变而来的概念,从而可以利用Buck变换器小信号模型建立移相控制PWM变换器的小信号模型。     

Buck-Boost型双半桥DC/DC变换器研究

本文设计了一个应用于光伏系统中的Buck-Boost型双半桥DC/DC变换器,研究一种PWM控制与移相控制结合的充电与供电控制策略:通过移相控制实现光伏电池对负载的供电,通过PWM控制实现光伏电池对蓄电池的充电。最后结合仿真和实验结果,验证了该方案的可行性。     

载波移相在大容量并联逆变电源中的应用

EAST（experimental advanced superconducting tokamak,超导托卡马克核聚变实验）快速控制电源是一种单相大容量逆变电源,其跟踪等离子体位移信号,对真空室内的线圈进行励磁控制,产生磁场实现等离子体位移控制。为满足等离子体位移快控电源大电流快速响应要求,采用多组变流器并联运行。电源系统采用移相PWM多重化技术,降低IGBT的开关损耗,提高变流器等效开关频率,改善输出波形。介绍了系统设计方案,并对输出谐波进行分析和仿真。实验结果说明该系统设计方案合理,控制策略有效,具备良好的大电流输出和快速响应能力。     

一种用于核物理放电电源的移相控制技术

气体放电研究是核物理聚变科学研究的必用技术,其放电电源可靠工作是关键.针对核聚变电弧负载特殊的负阻特性和放电电源需良好的陡降特性,提出使用数字信号处理器(DSP)来实现对放电电源全桥逆变环节进行移相脉宽调制(PWM)控制.分析了移相PWM控制技术的原理,结合DSP实现移相控制的方法,给出了移相角为θ时各开关器件的控制脉冲,并设计了相应的驱动电路.在国内某双一流高校核聚变科学所建立的"等离子体-波相互作用实验系统"应用中验证了该控制方法的可行性和智能性,并取得了良好的控制效果.     

级联型DSTATCOM固定开关频率PWM电流控制

基于三角载波固定开关频率PWM电流控制方法及单极性载波移相SPWM(CPS-SPWM)开关调制策略,通过在电流控制通道上引入电网电压前馈,提出一种应用在级联H桥型配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的固定开关频率PWM电流解耦控制策略,并建市了该电流控制策略下级联H桥型DSTATCOM的数学模型.理论分析和实验表明,当电网电压三相不平衡时,采用该电流解耦控制策略能消除电网电压对电流控制的扰动,装置三相电流跟踪控制相互独立;电流跟踪控制误差明显减小,从而有效提高了电流跟踪控制的精度.     

静电除尘用大功率高压电源研制中的几个问题

本文研制的高压逆变电源采用串联谐振式全桥DC-AC逆变电路,以Hall电流传感器、电压比较器和CD4046锁相环对负载电流实现了频率跟踪,使逆变器工作在谐振状态,文中重点分析了相位补偿和启动问题。通过实验验证了该方案的可行性。     

A novel induction generator system using bi‐directional PWM converter for small‐scale power applications

This paper presents a deadbeat current control structure for a bidirectional power flow pulse‐width modulation (PWM) converter connected to a stand‐alone induction generator (IG), which works with variable speed and different types of loads. Sensorless control of the IG, meaning stator voltage vector control without a mechanical shaft sensor, is considered to regulate both the IG line‐to‐line voltage and the DC‐bus voltage of the PWM converter. In the proposed system, a newly designed phase locked loop (PLL) circuit is used to determine the stator voltage vector position of the IG. A 2.2 kW laboratory prototype has been built to confirm the feasibility of the proposed method. The proposed cost‐effective IG system with a deadbeat current‐controlled PWM converter and capacitor bank requires only three sensors. Moreover, the required rating of the PWM converter becomes smaller due to the existence of the capacitor bank. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

ZVS移相全桥数字化单周控制研究

为抑制PFC母线低频电压纹波、提高PFC的动态性能并优化其设计,给出了一种结合单周控制实现移相全桥数字化ZVS的发波策略、控制算法和环路控制器设计。分析了实现该控制算法和发波策略的难点、设计流程及环路稳定性。实验结果表明,该变换器抑制扰动能力强,变换效率高,输出电压纹波小,且在不同负载下均能实现ZVS。     

VIENNA整流器中点电位平衡控制策略研究

针对三相三电平VIENNA整流器存在的中点电位波动问题,文章在传统载波移相调制技术(CPS-PWM)的基础上进行改进,提出一种14脉波的中点电位平衡控制策略。根据等效电路分析VIENNA整流器工作原理,根据空间矢量调制原理分析载波移相调制过程,确定中点电位不平衡原因,根据面积等效原理通过高频PWM异或控制脉冲实现分解冗余和非冗余矢量成分,并设立中点电位补偿系数D调节分解比例,保证中点电位平衡。实验结果表明,提出的控制算法不仅平抑中点电位波动、稳定直流侧输出电压,还降低了网侧电流畸变,且原理简明易于实现。     

一种基于比例谐振控制的三相四线PWM整流器研究

对于三相四线制整流器系统,当电网电压和负载电流不平衡或者存在畸变时,应用d-q坐标变换后,传统的基于比例-积分（PI）控制器的矢量控制系统无法获得零稳态误差.鉴于比例-谐振（proportional-resonant）控制器在交流信号输入调节上具有良好的性能,本文提出了基于比例-谐振（PR）控制器来实现三相四线PWM整流控制策略,简化了控制系统的结构,在输入电压畸变以及不平衡情况下能实现电压跟踪运行.针对串联电容均压问题,本文从理论上分析了两组电容电压不平衡的原因,提出了相应的抑制方法.最后在MATLAB上建立了相应的仿真模型,仿真结果表明该控制方法有效性.     

双有源桥钳位变换器的简单PWM移相控制策略

针对传统移相控制方法下双有源桥变换器会产生较大电流应力和在宽电压范围下低效率运行的问题,提出一种面向双有源桥钳位变换器的简单PWM移相控制策略。首先,利用钳位开关的运行周期和占空比取代变换器内移相比,以简化原边H桥工作过程并提高控制自由度。然后,计算了副边H桥开关管的占空比。通过分析所提出的移相控制策略的工作原理和软开关特性,推导出以传输功率标幺值为控制量的线性大信号模型。最后,采用基于TMS320F2808为控制器的实验平台进行验证。实验结果展示了简单PWM移相控制降低了变换器的电压应力和电流应力,显著提升了变换器的传输效率。     

大功率DBD型臭氧发生器电源的研制

介绍了一种用于臭氧发生器工业装置的供电电源.给出了电源的主电路、控制电路和驱动电路设计过程.电源主电路由IGBT构成的H桥式电路组成;控制电路由集成锁相环CD4046构成;驱动电路采用了智能集成驱动器2SD315A.设计出的臭氧发生器电源能满足大功率臭氧发生装置的要求,装置现场运行稳定可靠.     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。     

基于TSF的开关磁阻电机脉宽调制变占空比控制

传统的基于转矩分配函数(TSF)的开关磁阻电机(SRM)控制策略存在电流跟踪效果较差和转矩脉动高的问题。为此提出一种变占空比的控制方法。该方法结合电流滞环和脉宽调制(PWM)技术,根据电感的线性模型特性进行区间分段,然后通过改变不同区间上PWM的占空比来调节绕组两端的电压,达到精确跟踪电流和抑制转矩脉动的目的。对改进后的控制方法进行了仿真和试验验证,结果表明:与传统控制方法相比,改进后的控制策略具有更小的电流跟踪误差和转矩脉动。     

A novel PWM technique with switching‐loss reduction for independent drive of two 3‐phase AC motors fed by a five‐leg inverter

This paper presents a novel pulse width modulation (PWM) technique with switching‐loss reduction for a five‐leg inverter (FLI). The PWM technique, in which the available maximum voltage for two motors adds up to DC bus voltage, has been proposed as the strategy for the FLI. Therefore, the DC bus voltage is fully available as the PWM strategy. However, the conventional PWM technique requires the frequency, phase, and amplitude of the phase voltage commands of a motor to produce zero‐sequence voltages (ZSVs). The novel PWM strategy has some efficient features. These features are discussed in this paper. The validity of the novel PWM technique will be shown by experimental results. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.