采用IGCT电压型三电平逆变器的高压变频调速器

摘要： 集成门极换向型晶闸管(IGCT)的优良性能使其适合于实现高-高方式的高压变频调速装置。文中提出了基于IGCT中点箝位电压型三电平逆变器的高压变频调速装置主电路，并给出了一台6 kV/1 800 kVA高压变频调速装置的实现。装置交流输入侧采用变压器隔离的24脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0.96，中间直流环节直流电压为10 kV，逆变部分采用中点箝位(NPC)电压型三电平逆变器输出三相6 kV线电压，每只开关器件由2只4.5 kV IGCT器件串联构成。逆变器采用变频的特定谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)，且输出侧采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv/dt。装置采用IGCT作为电子开关进行输出过电流保护。装置实验表明，这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

HEF4752V在三电平逆变器控制中的应用

三电平逆变器是近年来新开发出的一种电压型直-交变频器。在这种变频电路中,开关元件承受的电压仅为直流侧电压的一半,元件上电压分配的稳定性很好,输出波形中谐波分量较传统变频器小,因而特别适用于大容量交流传动系统和高压直—交变频系统。然而三电平逆变器的开关元件比普     

基于五电平IGCT电压型逆变器的高压变频调速器

介绍了一种新型的6kV／1600kVA高压变频调速器，其中交流输入侧采用移相变压器隔离的36脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0．96；逆变部分采用IGCT五电平电压型逆变器输出三相6kV线电压。逆变器采用载波移相PWN调制，且输出采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv／dt。装置试验表明这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

基于SABER的同步电机交-交变频调速系统性能分析

讨论了采用电力电子仿真软件SABER建立同步电机交-交变频调速系统的模型与仿真方法。分析了系统在不同工作频率下的运行特性，对交-交变频器输入电流及输出电压输出电流进行了谐波分析。指出了输出频率、死区等对交-交变频器的影响。仿真结果表明，基于SABER的同步电机交-交变频调速系统模型是正确的，反映了电路实际工作情况，概念清晰，为后续研究打下了良好的基础。     

单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

高频脉冲交流环节逆变器电路结构由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成。在不增加电路拓扑复杂性的前提下，如何解决高频脉冲交流环节逆变器固有的电压过冲现象和实现周波变换器的软换流，是这类逆变器的研究重点。单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器能够将输入直流电压先调制成双极性三态的电压波，然后再解调成单极性SPWM波，经输出滤波后得到正弦电压。周波变换器功率开关是在前极输出的双极性三态的电压波为零期间进行开关转换，从而实现了ZVS换流。该文深入分析研究了高频脉冲交流环节逆变器稳态原理特性与单极性移相控制策略。采用状态空间平均法建立了逆变器平均模型，获得了输出电压、滤波电感电流、共同导通时间、单极性SPWM波占空比等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。设计并研制了1kVA 270VDC/115V400HzAC原理样机，试验结果证实了理论分析的正确性。这类逆变器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、双向功率流、周波变换器实现了ZVS换流、单极性SPWM波、输出电压波形质量高、负载能力强等优点，包括全桥全波式、全桥桥式两种电路，前者适用于低压输出逆变场合，后者适用于高压输出逆变场合。     

基于SABER的同步电机交-交变频调速系统性能分析

讨论了采用电力电子仿真软件SABER建立同步电机交-交变频调速系统的模型与仿真方法。分析了系统在不同工作频率下的运行特性,对交-交变频器输入电流及输出电压输出电流进行了谐波分析。指出了输出频率、死区等对交-交变频器的影响。仿真结果表明,基于SABER的同步电机交-交变频调速系统模型是正确的,反映了电路实际工作情况,概念清晰,为后续研究打下了良好的基础。     

变频器谐波抑制方法及测量

变频器产生谐波的原因众所周知,目前低压变频器(≤700V)的主电路都选用交-直-交形式,且是电压型,如图1所示。它有整流部分AD/DC及逆变部分DC/AC,电容器C接在P N-。它的输入及输出电压、电流波形见图2。及输出电压、电流波形见图2。AD/DC直流逆变成交流DC/AC直流DCP 交流任意可调频率R交流U·VWSMT50HzIpcN-交流变成直流制动图1交直交电压型变频器主电路及输出电流波形主回路电源(输入)端主回路电源(输出)端主电路电压波形电流波形电压波形电流波形直流输出部分频率P -N图2输入部分:电压主波形为正弦波,但电流波形为非正弦波,…     

风能太阳能综合电源系统设计

设计了风能太阳能综合电源系统。该电源控制设备由风力发电机、太阳能硅板输入控制电路;充电控制电路;柴油/汽油发电机输入交/直流变换电路;CPU控制检测保护电路;输出直流变换高频开关和逆变电路等五大部分电路组成。最大输出功率3kW,输出直流电压-48V、-24V、13.5V供通信设备使用;输出交流220V50Hz供照明、微机和收看电视。设备具有自动检测、监控管理、数据显示、智能化程度高、抗干扰能力强等优点,适用于高原、偏远地区、海岛使用。     

脉冲阻塞式单相交-交变频原理及PWM控制

详细比较分析了当前交-交变频技术的特点,在此基础上提出了变脉宽斩波控制型脉冲阻塞式交-交变频原理。利用单个功率器件构成双向交流开关,施加于传统的单相交流调压电路并进行相应的改造,实现了单个功率器件的单相交-交变频变压目的。通过周期性地阻塞和放行网频正弦半波,获得频率可调的输出电压;采用按正弦规律变化的变脉宽高频脉冲信号对输出电压包含的网频正弦半波进行斩控,获得了幅值可调的输出电压,并且具有较好的正弦度。根据面积等效原理,对变脉宽斩波控制方式进行了详细的理论分析,推导出了变脉宽斩波控制方式中相应占空比的数学表达式。在PSPICE环境下进行了单相系统的仿真研究,并完成了相关实验。仿真和实验结果一致,并且与文中的理论分析结果也完全一致,从而验证了本文提出的交-交变频原理的正确性及PWM控制的可行性。     

组合式Buck-Boost逆变器的一种新颖控制方法

传统Buck-Boost变换电路只能进行DC/DC变换,不能输出交流正弦电压,本文针对组合式Buck-Boost逆变器主电路拓扑,提出了一种新颖的控制方法,该方法能够有效控制主电路输出正弦脉宽调制的电压波形。最后,基于组合式Buck-Boost逆变器主电路,进行了该控制方法的MATLAB/SIMULINK仿真,并以DSPIC30F单片机为控制核心,搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了该控制方法的有效性和可行性。     

并联高频脉冲直流环节逆变器研究

提出了基于占空比扩展有源钳位正激式高频脉冲直流环节逆变器的并联逆变器电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、均流原理、关键电路参数设计进行了深入的分析研究.这类并联逆变器,由N个共用电压外环、独立电流内环的占空比扩展有源钳位正激式高频脉冲直流环节逆变器模块构成.设计并研制成功的3kVA 27VDC/115V400HzAC并联逆变器样机,具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、并联均流效果好、负载适应能力强、过载与短路能力强等优良的性能,在大功率逆变场合有重要应用价值.     

组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

本文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器的电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、负载特性、三相输出电压对称度进行了深入分析研究。设计并研制成功的3kV·A27Vlx/ 200V 400Hz AC组合式三相高频脉冲直流环节逆变器,这种逆变器具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等优良性能。     

组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

该文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器电路结构，并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。这类组合式三相逆变器，由3个完全相同的单相逆变器模块构成。设计并研制成功的3kVA 27VDC／200V400HzAC组合式三相高频脉冲直流环节逆变器，具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等综合性能。     

一种用于燃料电池DC-AC变换器的设计与分析

在能源和环境问题日益严峻的形势下,燃料电池以其高效、清洁等优势,必将作为一种重要的绿色能源而得到广泛应用。基于燃料电池的应用前景,设计了一个DC-AC变换器,把燃料电池组输出的40V左右的不稳定直流电压转换成220V/50 Hz的稳定交流电压。逆变器前端DC-DC部分采用了单周期双环控制的Boost级联电路,DC-AC部分采用了电压-电容电流反馈双环控制的单相全桥逆变电路。通过对各部分的分析和仿真,验证了控制策略的正确性和可行性。     

Implementation of active power filter with asymmetrical inverter legs for harmonic and reactive power compensation

An asymmetrical voltage source inverter is proposed to operate as an active power filter to eliminate harmonics and compensate reactive power drawn from the nonlinear loads such that a sinusoidal line current is drawn from the ac source. Two inverter legs are used in the adopted circuit configuration. One inverter leg is operated in the line frequency and the other leg is operated in the high switching frequency to track the compensated current command. In the proposed control scheme, a voltage compensator, a carrier-based current controller and a proportional integral-based dc link controller are used to achieve balanced capacitor voltages, to track line current and to obtain a constant dc bus voltage, respectively. Based on the pulse-width modulation (PWM) control scheme, a three-level voltage pattern is generated on the ac terminal of the inverter. Computer simulation and experimental results are provided to verify the effectiveness of the control scheme.     

一种新颖的高频链逆变器

本文结合推挽正激直流变换器和高频脉冲直流环节逆变器的优点,提出了一种适用于低压大电流输入场合的逆变器,并对构成这种逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、稳态原理特性进行了深入的分析研究。实验结果证明,该逆变器具有结构简单,效率高,输出电压质量高等优点,是低压大电流输入逆变器的理想拓扑。     

性能优良的高频软开关三相逆变电源

对基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变电源的电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。设计并研制成功了3kVA27VDC/200V400HzAC高频软开关三相逆变电源,它具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强、逆变桥功率开关实现ZVS等优良的综合性能。     

推挽正激式高频环节逆变器研究

提出了适合于低压输入且实现了电气隔离的推挽正激式高频环节逆变器,并对构成这种逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、稳态原理特性、以及关键电路参数的设计准则进行了深入的分析研究.这种高频环节逆变器由推挽正激DC/DC变换器和DC/AC逆变桥级联而成.其前级采用SPWM控制技术,使后级逆变桥基本上工作于低频开关状态.实验结果表明,该逆变器具有结构简洁,开关损耗低,电气性能好的优点,是中大功率低压输入逆变器的理想拓扑.     

差动Boost直流变换器型高频环节逆变器

提出并深入研究差动Boost直流变换器型高频环节逆变器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则,并给出原理实验结果。这类逆变器是由2个相同的、输出反相低频正弦脉动直流电压的高频电气隔离双向功率流Boost直流变换器以差动电路构成。研究结果表明,这类逆变器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、双向功率流、输入电流纹波小、负载短路时可靠性高、输出容量大等优点,拓宽和丰富了电力电子学高频环节逆变技术理论。