非隔离光伏并网逆变系统的地电流分析与验证

分析了非隔离光伏并网逆变系统的地电流大小。介绍了包括单级结构的传统三相逆变器和三相半桥逆变器,以及两级结构的带2电平升压变换器的三相逆变器和带3电平升压变换器的三相逆变器。建立了地电流解析计算方法,给出了各种拓扑的共模简化模型及地电流的傅里叶表达式,以及参数变化对地电流的影响。分析了不同前级升压拓扑对地电流的影响,进行了仿真和实验。     

核磁共振成像系统中的梯度放大器

梯度放大器是核磁共振成像(MRI)系统的核心设备之一,它根据前级控制系统传来的指令,向梯度线圈提供特定波形的电流脉冲。本文介绍一种基于双H桥并联结构的梯度放大器的电路拓扑,并提出一种数字前馈控制算法。该算法采用基于负载模型的前馈公式,同时结合传统的PI校正及参数辨识方法。实验结果表明,该算法具有较好的控制效果。     

梯度放大器高性能控制系统的开发

梯度放大器是核磁共振成像系统的重要组成部分,它负责放大前级控制系统发出的参考信号,驱动后级的梯度线圈,其典型输出波形为梯形波。介绍了一种双H桥串联的主电路拓扑结构及其控制算法,并为梯度放大器设计了一套高性能的控制系统。实验结果表明,所设计的主电路和控制系统适用于梯度放大器的实验研究。     

基于2路输入的三电平光伏并网系统的研究

为了克服光伏并网系统传统的两电平、单路输入在稳定性和效率上的不足,设计了一种系统。该系统由两级组成:前级采用两条支路输入,每条支路都由独立的Boost来实现最大功率点跟踪;后级采用中点钳位式三电平拓扑结构。采用电压外环,电流内环的双闭环控制方式。实验结果表明了所提出的控制方案具有良好的稳定性和很高的效率。     

磁悬浮轴承系统三电平开关功率放大器的研究

介绍了三电平开关功率放大器的典型结构和工作原理,采用三电平采样/保持控制技术对开关功率放大器进行仿真和电流跟踪实验,首先从输出电流纹波、电流响应速度和电流跟踪特性方面对仿真结果进行了分析;然后对三电平采样/保持开关功率放大器从单位阶跃响应、频率响应、电流跟踪特性和总谐波失真等方面进行了实验;最后通过磁悬浮轴承系统的高速旋转实验,验证所研究的开关功率放大器具有良好的稳态和动态性能,且可以满足磁悬浮轴承系统的要求。     

一种新型9电平升压逆变器

单相小功率光伏并网往往采用先升压再逆变的两级式结构,效率进一步提升受到限制且输出电压电平数较少。研究了一种新型9电平升压逆变器,采用投切电容的方式实现升压和逆变——投切电容式9电平逆变器,可同时完成升压和逆变,为提高系统效率提供有效途径。在分析投切电容式9电平逆变器拓扑工作原理的基础上,采用低次谐波最小原则的阶梯波调制算法。该升压逆变系统具有开关频率低、电压阶梯多、电流质量较好等优点。最后通过软件仿真及硬件实验验证了新型逆变器的可行性及算法的正确性。     

多电平双移30°永磁同步电机的矢量控制系统

为了进一步提高调速系统的容量,降低输出谐波和转矩脉动,将多电平逆变器与多相电机相结合,给出了五级十一电平级联型多电平逆变器驱动双移30°永磁同步电机的六相调速系统拓扑结构,分析了电压空间矢量在各正交空间的分布,研究了基于双级联型逆变器的四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。基于Matlab的仿真将级联型多电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统与两电平逆变器驱动的双移30°永磁同步电机矢量控制系统进行比较,前者的转矩、稳态电流等性能均优于后者,其稳态电流总谐波畸变率仅为2.68%。基于 DSP的实验表明级联型多电平逆变器输出波形接近正弦波,转矩脉动较小,稳态电流谐波含量低,达到了预期的控制效果,从而验证了本文所提方法的可行性。     

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。     

基于三电平拓扑的电力电子变压器研究

提出一种改进的基于三电平拓扑的电力电子变压器(PET).输入级、隔离级与输出级结构分别采用二极管箝位式三电平PWM整流器、零电压开关半桥三电平DC/DC变换器和两电平逆变器.与两电平PET相比,可在有效提高输入电压等级的同时降低开关损耗.针对变压器各环节结构特点设计了控制方案,并在配电系统环境下对其进行了建模和仿真.仿...     

混合型多电平逆变器电路设计研究

混合型多电平逆变器是最近发展起来的一种多电平改进模式。本文根据混合型多电平逆变器电路结构实现方式的不同,将其分为混合电平式逆变器和混合单元式逆变器,分析了这两类逆变器电路拓扑结构的特点,提出了一种可有效克服高压单元功率器件电压应力、消除低压单元电流倒灌问题的设计方法。仿真实验证明了该方法是有效性。     

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.     

基于高频隔离的负序级联式补偿电路拓扑

提出了一种可以级联应用于高压场合的负序电流补偿电路拓扑。此电路通过内部相互耦合的高频隔离变压器进行负序能量交换,实现了对于三相四线制或者三相三线制中不平衡电流的补偿。这种拓扑克服了传统按照星型连接的电压型H桥级联构成的APF应用于高压系统中无法进行负序电流补偿的缺点,实现了相间能量交换,并且能够在单级和多级级联后均可进行无功,谐波和负序电流的补偿。系统通过三绕组变压器降低了直流侧电容电压的二次脉动,减小了所需电容量。文章通过对两级级联系统的仿真,证实了电路拓扑的可行性,所构建的小功率实验平台进一步验证了所提出方案的有效性。     

大容量单相逆变装置并联技术的分析

HT-7U全超导Tokamak核聚变实验装置等离子体环在垂直位移方向上有着固有的不稳定性。为了实现垂直位移方向上的稳定，给主动控制线圈供电的功率放大器的响应速度必须具有快速性。根据实验装置对功率放大器提出的要求，此功率放大器技术属于低电压、大电流的单相逆变电源装置。为此该文提出一种基于非隔离模式单相逆变装置并联技术的拓扑结构，不仅能够实现单相逆变器在异步控制模式下的积木化操作，而且通过合理地选择输入电源的组数，实现冗余技术，提高系统的效率和可靠性。最后通过Pspice8．0仿真和小功率的台面实验，证明此方案是可行的。     

对称PWM减小H半桥型开关功放电流纹波的新方法

针对H半桥两电平开关功率放大器输出电流纹波较大导致负载损耗增加的缺点,提出采用2路中心对称但占空比不同的PWM实现三电平工作方式的新方法,称为对称PWM法.该方法采用一路PWM占空比固定,另一路PWM占空比受控可变的原理实现了三电平工作方式.给出了输出电流纹波计算公式,利用Matlab对开关功率放大器进行了仿真,构建了...     

基于H桥拓扑结构的励磁电流放大器

利用H桥电路拓扑构建励磁电流放大器,该拓扑结构只需要两个IGBT功率管,结构简单,有效缩减了励磁设备的体积并降低了成本.建立了该放大器的数学模型和仿真模型,给出了相应的仿真和试验结果.仿真和试验表明,H桥拓扑结构的励磁电流放大器,具有快速动态性能,对直流电源输出电流幅值的要求低且放电速度快.该电流放大器的PWM控制信号的占空比D在0.5～0.8之间,弥补了Buck电路放电较慢和在特殊工况时PWM占空比较小的不足.     

适用于磁悬浮轴承的新型五相六桥臂开关功放控制策略

具有五自由度全悬浮的磁轴承系统需要5个全桥结构开关功放。为提高开关功率放大器的集成度和母线电压利用率,提出五相六桥臂开关功放拓扑结构。该拓扑结构采用一种新型的混合电流控制方法,对公共桥臂和负载桥臂分别进行控制。其中公共桥臂采用改进型最大电流误差控制,该方法通过增加误差极性判断模块,最大程度提高了五相电流控制的独立性,实现其解耦控制;负载桥臂采用改进型采样保持控制,满足了在不同负载情况下的控制要求。仿真和实验结果均表明,基于新型混合电流控制方法的五相六桥臂开关功率放大器具有电流纹波小,动态响应快,受负载参数影响小,集成度高,硬件接口简单等优点。     

电磁轴承开关功放的谐波模型仿真与实验研究

电磁轴承开关功率放大器本质是非线性系统，通常在对电磁轴承控制系统进行分析时，将电磁轴承开关功放的模型等效为一阶惯性环节的线性模型。由于线性模型不能反映开关功放实际特性，其精度将直接影响磁轴承控制系统稳定性分析。该文对电磁轴承脉宽调制型开关功放，基于谐波平衡原理，建立电磁轴承开关功放的线性化谐波模型。利用该模型对电磁轴承开关功放的特性进行仿真，并将仿真结果同应用SIMULINK中的电力系统工具箱(PSB)建立开关功放模型的仿真结果以及实验结果进行比较，结果基本吻合，验证了所提出的谐波建模方法的正确性和有效性，从而为电磁轴承开关功放的特性分析提供了一种可行的研究方法。