逆变桥臂无源吸收技术

本文从基本原理、主要类型、典型电路等方面对桥臂无源吸收技术进行了讨论,就无源吸收技术的应用优势、缺点及发展前景作出了分析。     

高功率逆变桥开通缓冲电路能量回馈研究

本文研究高功率、高频逆变桥开通缓冲电路中的能量回馈电路。提出了由无源元件组成的能量回馈的新结构形式，详细分析了电路工作过程，给出了仿真和实验研究波形。所获结论对逆变桥实现无源无损耗统一的缓冲电路具有重要意义。     

一种新型逆变桥臂无源无损耗吸收电路

提出一种适用于逆变桥臂的无源无损耗吸收电路.该电路采用了附加最少元件数的优化结构,把吸收能量集中传输至一个储能电容,再通过谐振过程将能量回馈至直流母线.该拓扑结构无源、无电阻相关损耗,主开关管的关断冲击电压和开通电流过冲都很小,且拓扑简单,性能良好.与之相对应,给出了换流分析、解析描述以及仿真、实验结果.由此验证了该方案的正确性和有效性.     

三相四桥臂逆变电路零桥臂的控制策略

通过对三相四桥臂逆变电路的相电压进行波形分析，证实了零桥臂以50%固定占空比工作的正确性及可行性，但发现零桥臂以50%固定占空比工作时存在较多的窄脉冲。窄脉冲的减少对负载相电流输出波形的影响很小，但可以减少负载相电流的交变频率。为了减少相电压波形中窄脉冲的数量，提出了零桥臂以浮动占空比工作的思想，并制定了零桥臂以浮动占空比工作的控制策略。通过减少负载相电流的交变频率，降低了负载损耗，改善了三相四桥臂逆变电路的实际应用效果。     

无源无损耗吸收电路的计算机辅助设计及其应用

对功率斩波器用能量回馈到负载型无源无损耗吸收电路计算机辅助分析作了系统的研究。结合矿山牵引机车用GTO斩波器对该吸收电路进行了优化设计。文中给出了GTO直流功率斩波器的实验结果。     

一种无源无损吸收电路

变流器中的吸收电路能有效地抑制和吸收开关器件产生的尖峰电压和浪涌电流.改进L+RDC吸收电路拓扑结构,用电感器置换电阻,附加并联箝位二极管,可中止电容电压的谐波振荡.该结构能实现电容器储能的谐振馈能复位,避免因电阻发热引发的一系列故障,提高逆变器的效率和可靠性,改善功率器件的开关状态.吸收电路的参数不但影响吸收电路及开关器件的寿命,同时也影响最小脉宽的大小,是各种功率模块设计中的重要任务.基于吸收电路的换流过程,运用拉普拉斯变换分析,给出该种吸收电路参数的优化方法,并进行了仿真验证.最后给出新型吸收电路在Boost电路的应用结果.     

基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元研究

提出一种基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元(EARS),不仅能够实现桥臂电路的软开关,还能解决能量回馈过程中的环流问题。EARS由无源软开关吸收回路和能量有源回馈支路构成,无源软开关吸收回路能够实现主电路开关管的零电流开通和零电压关断;而储存于缓冲电容的能量则能通过能量有源回馈支路返回至电源侧,并解决了无源回馈支路中的环流问题。能量有源回馈支路中辅助开关管的控制策略简单并且与主开关管相互独立,有利于系统模块化,提高了系统的可靠性。最后,通过搭建1 k W的能量有源回馈吸收单元实验平台,对上述电路拓扑的有效性和优越性进行验证。     

一种新颖的磁耦合式无源无损吸收电路

文中利用磁耦合原理,将变换电路中的电感改为耦合电感,在耦合电感的二次绕组上获得一个受开关管控制的电压源,为开关管创造准谐振软开关条件。为此,提出了一种新颖的磁耦合式无源无损吸收电路,将其应用于Boost电路中,并详细分析了该电路的工作原理。计算机仿真和实验结果表明,采用这种吸收电路后,开关管能够实现零电流开通和零电压关断,减小了关断损耗,提高了电路的总体效率,尤其是在重载情况下,增加吸收电路可以使变换器效率提高8%左右。     

新型无源能量回馈吸收电路及计算机辅助设计

对一种用于高功率斩波器的新型无源能量回馈吸收电路的理论及其计算机辅助分析作了系统的研究。结合矿山牵引机车用ＧＴＯ斩波器对该无损耗吸收电路进行了电路参数优化设计。给出了２５ｋＷ ＧＴＯ直流功率斩波器的实验结果,结果与理论分析相符。     

一种新颖的多电平逆变器无源无损吸收电路

重点研究了多电平逆变器无源软开关技术,即无源无损吸收技术,提出了一种多电平变换器无源无损吸收基本单元,针对其不足,进行适当的改进,获得了一种低电压应力的多电平无源无损吸收单元,文中详细地讨论了其工作过程和设计要点。该吸收单元理论上可以应用到三相系统和任意n电平。最后建立了一台二极管箝位型三相三电平无源软开关逆变器,进行了仿真和实验研究。结果表明,所提出的多电平无源无损吸收电路,不仅能使多电平逆变器以低电压应力实现功率器件的软开关,而且电路拓扑和控制简单,具有工程实用性。     

机车用50kVA IGBT逆变器的电磁兼容性设计

针对电力机车的特点,设计了５０ＫＶＡ绝缘栅双极昌体管（ＩＧＢＴ）辅助逆变器的电磁兼容性用于取代故障频繁的机车上原可关断晶闸管（ＧＴＯ）逆变器。自１９９６年１０月至领司运行状况正常,从接地、屏蔽、吸收电路和减少引线电感等方面介绍了该逆变器电磁兼容性设计。设计试验表明,５０ＫＶＡ等级的ＩＧＢＴ逆变器的吸收电路只需无感电容器即可。     

一种新颖的逆变器输出无源滤波器的研究

提出了一种新颖的可以同时降低差模dv／dt和共模电压的逆变器输出无源滤波器。该滤波器由一LC低通滤波器和一共模变压器构成。其主要特色是将两种结构的滤波器集合在一起，简化了滤波器的结构和设计。通过理论分析，仿真和实验方法验证了该滤波器在满足降低差模dv／dt使差模电压正弦化的同时可以最大程度的消除共模电压，从而有效延长电机的电气寿命。详细地分析了滤波器的共模等效电路，然后给出了滤波器的设计方法。进行了传统的LRC滤波器的相关实验，与所提滤波器进行了效果对比，验证了所提滤波器的有效性。     

一种新型的串联有源箝位谐振直流环节逆变器双幅控制策略

该文提出了串联型有源箝位谐振直流环节变器（TSACRLI）的母线电流双幅控制策略，该方案在原有的简单拓扑上，即实现了软开关，又有效降低的谐振直流环节及箝位开关损耗，改善了逆变器的输出性能。通过对换流工作过程的分析，讨论了双幅控制的实现条件，并掉控制方案进行了对照，仿真和试验有力证明了该控制方案的可行性。     

能量缓冲统一潮流控制器的协调控制技术

能量缓冲统一潮流控制器(ES-UPFC)是一种典型的柔性交流输电系统(FACTS)装置,它既可通过其串、并联侧对输电系统进行无功功率控制,又可通过其直流侧能量缓冲装置进行有功功率控制.这些控制要求使得整个系统协调工作的难度大为增加.文章通过研究三相换流器基本解耦控制方法,得到了UPFC串联、并联侧以及直流侧缓冲装置的控制方法,使得具有强烈非线性的UPFC控制方式更加快速、灵活和稳定,具有较强的鲁棒性,还提出了UPFC串、并联侧和能量缓冲器协调控制方法.该控制方法能够确保UPFC在各种运行模式下正确地工作,其工作的可靠性已为仿真实验所证实.     

具有能量缓冲的统一潮流控制器及其控制的研究

提出并建立了一种基于能量缓冲的新型统一潮流控制器（UPFC）模型,使得UPFC除了具有能够即时控制并联无功补偿、串联阻抗、有功调整能力,同时具备有功吞吐的能力,因此对缓冲系统振荡和事故冲击具备更高效的阻尼调节。文中给出了基于状态变量与d-q分解的系统控制策略,并给出了利用数学仿真软件Matlab进行数字仿真的结果。     

用于STATCOM中的改进RCD吸收电路

基于传统的RCD吸收电路,提出了一种改进的RCD电路。该电路结构简单,现在已被新开发的±500 kvar STATCOM所采用。现场试验结果表明它能有效限制三电平逆变器中GTO的过电压,并在GTO开关过程中运行效果良好。     

一种新颖的三电平软开关功率因数校正电路

多电平变换技术，功率因数校正技术，以及软开关技术，是目前电力电子技术领域的3个研究热点，该文在这三者之间找到了一个应用的契合点，提出了一种新颖的单相三电平无源无损软开关PFC电路拓扑。论文首先从传统的二极管箝位型三电平变换器中推导出具有实用价值的三电平Buck和Boost电路拓扑，以后者为基础，重点研究了基于三电平Boost电路的三电平PFC电路的原理及实现问题，为了提高系统的效率，且不增加控制的复杂性，将一种无原理性过压的无源无损软开关电路单元引入该电路，文中详细地介绍了其原理和工作过程，给出了相应的设计要点，并进行了仿真研究。最后，设计了1台2KW三电平无源无损软开关PFC电路样机，实验结果表明，该电路不仅实现了三电平PFC的功能，而且所有功率器件均工作在软开关状态，系统效率高。     

一种新颖的三相四桥臂逆变器解耦控制的建模与仿真

三相四桥臂逆变器是针对三相不平衡或非线性负载的供电提出来的。该文提出了1种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。建立了三相四桥臂逆变器在αβγ空间的电路模型，分析了其在αβγ空间的三维电压矢量分布并由此提出了1种采用2个三电平滞环比较器和1个两电平滞环比较器相结合的内环电流调节方案。外环采用了同步坐标电压控制器，使用1个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。建立了整个系统在dqo坐标系下的控制模型，实现了对d,q,o3个分量的独立解耦控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性与可行性。     

新型五电平逆变器三维PWM控制

多电平逆变器已广泛应用于动态电能质量补偿，但因其电平增加，控制算法变得更为复杂。文中介绍了一种简单有效的新型控制算法——二层三维脉宽调制(3 Dimensional PWM)滞环控制算法。二层3DPWM滞环控制使控制算法大为简化，降低了对控制系统硬件和软件的要求，从而提高了系统的控制性能。很多三相四线制系统中中性线电流的补偿需要附加一桥臂分支来实现，使得原有的三桥臂逆变器变为四桥臂逆变系统，增加了系统的造价。利用三桥臂中线分开逆变器，可以减少四桥臂多电平逆变器中需要的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的数量，降低成本，其补偿效果优于二电平或三电平的滞环算法。系统仿真结果表明，二层3DPWM滞环控制算法应用于五电平的控制是有效的和可行的。