谐振型软开关逆变电路冲击起振研究

介绍了谐振型软开关逆变电路的原理,对谐振软开关逆变电路进行了建模,分析了其起振问题,得出在电路起振瞬间,谐振电容两端电压存在过零点时电路才能正常起振的结论。通过瞬间注入电流的方法解决了逆变电路的软开关起振问题,并理论计算出电流注入时间。最后通过仿真与实验验证了该方法的可行性。     

PMSM控制器逆变电路效率仿真分析

利用仿真软件建立电驱动模型,分析了PMSM控制器逆变电路的能量损耗组成。在不同的工况下,通过仿真实验得到了逆变电路的各个电路部件的相应能量损耗。在考虑主要能耗部件IGBT的损耗功率的同时,将电容损耗以及二极管损耗也纳入计算范围,进而计算得到永磁同步电动机控制器逆变电路在各个电机各个工作点的效率分布,并分析发现了其损耗分布规律。     

高频逆变电阻焊电源损耗分析

为准确计算高频逆变式电阻焊电源电路放电能量,对电源电路中的能量损耗进行了量化分析。在精确建模的基础上,通过电路仿真验证了PSpice物理器件仿真模型的有效性;基于参数量化能耗模型,采用拟合积分法分析了电源电路主要损耗,为电源样机设计提供参考依据。仿真结果表明,采用有限双极性软开关技术能有效降低高频逆变电路的开关损耗,同步整流电路损耗占总电源损耗的69%,需重点考虑电源高频变压器-同步整流一体化设计时的结构与热回路问题。     

电压源逆变器死区效应的分析和补偿

针对三相电压源逆变电路同一桥臂2个开关器件之间存在短暂死区时间td的问题,通过说明逆变电路死区效应产生机理及对逆变器输出电压进行傅立叶分析,发现td对逆变器输出的电流在幅值和相位上产生偏差,导致系统供电性能下降。为此,提出死区补偿方法,并根据死区补偿方法的原理,建立近似的死区补偿电路图,描述死区补偿方法工作过程。通过仿真分析,死区补偿方法产生的波形与理想波形一致,无误差畸变,且死区补偿方法的现场实际应用情况良好。     

基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制

针对无位置传感器控制中换相时刻不准确及三相桥式逆变电路调压过程对前后级电路产生冲击的问题,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制方法。改用Buck变换器代替三相桥式逆变电路调压,有效削弱了PWM调制过程中高频谐波信号对前后级电路的冲击,线电压中高次谐波含量明显减少,母线电流及相电流波形更加平稳。设计的3次谐波滤波器滤波效果良好,且3次谐波电动势过零点易于检测。提出的90°-α相位补偿方式能够有效解决无位置传感器控制中换相时刻不准确的问题,并且可以明显减小感应电流对相电流产生的影响,使得相电流更加稳定。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

新型容错逆变器的混杂系统建模与故障诊断

考虑到传统开关函数模型只对逆变电路的控制变迁进行分析而无法描述电路的条件变迁,容易丢失电路在条件变迁过程中所表现出的故障信息,从而影响故障诊断的实时性和准确性。电力电子电路是典型的混杂系统,文章建立了一种新型容错逆变器的混杂系统模型,在此基础上提出了故障事件辨识向量的概念,并将其应用于逆变器故障的分析,仅通过故障事件辨识向量对逆变电路变迁过程中的故障事件进行辨识来完成故障诊断,对于电路变迁过程中的正常事件辨识不予考虑,减少了控制系统的数据处理量,提高了故障诊断的实时性和可靠性,实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于混合逻辑动态模型和故障事件识别向量的新型逆变电路故障诊断

逆变电路传统开关函数模型只描述电路的控制变迁,而忽略了电路的条件变迁,这可能导致主要故障信息丢失。为此,建立了新型逆变电路的混合逻辑动态模型,该模型可准确描述电路条件变迁时的状态特征。在此基础之上,考虑到基于事件辨识的电力电子电路故障诊断方法难以用于离散事件较多的电路,利用电路的混合逻辑动态模型建立电路故障事件的故障模型,引入故障事件识别向量的概念,仅通过对电路故障事件进行辨识实现故障诊断。算例结果验证了该方法的有效性。     

具有建模误差补偿的三相逆变器模型预测控制算法

对于三相逆变器模型预测控制系统,传统的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)算法未考虑建模误差对系统控制的影响,导致所选择的最优控制量在实施控制时已失去最优性。对此设计了一种具有建模误差补偿的三相逆变器有限控制集模型预测控制(FCS-MPCMEC)算法,该算法以前一时刻三相逆变器的建模误差补偿当前时刻三相逆变器预测模型的输出,从而实现对三相逆变器预测模型建模误差的在线补偿。通过对比实验分析了基于FCS-MPC算法及FCS-MPCMEC算法的三相逆变器在空载、带阻感性负载、带非线性负载及负载投入等工况下的控制性能。实验结果表明:在上述所有工况下,FCS-MPCMEC算法对三相逆变器的控制效果均优于传统FCS-MPC算法。     

基于扰动观测器的三相逆变电路改进型模型预测控制

经逆变电路并网的分布式发电系统中,为了解决传统模型预测控制(MPC)在电路参数变化时系统动态响应不佳的问题,在ABC三相坐标下,提出一种基于扰动观测器(DOB)的改进型模型预测控制(AdMPC-DOB)方案,对被控电流进行两步预测,同时采用多重比例谐振(PR)调节器作为MPC的前馈补偿,消除预测电流的周期性误差,并提高对特定次谐波的抑制能力。考虑到电路参数变化和不确定扰动对系统造成的影响,采用电感电流扰动观测器对MPC输入信号进行精确观测。理论分析和仿真试验表明,所提改进型控制方案能够有效提高逆变器输出电能质量,降低并网电流总谐波畸变率(THD)。     

基于混合逻辑动态模型的三相逆变电路有限控制集模型预测控制策略

逆变电路传统开关函数模型只能描述电路的控制变迁而忽略了电路的条件变迁,为此,建立了三相逆变电路混合逻辑动态(mixed logical dynamical,MLD)模型。在此基础上,将其作为预测模型,提出了电路的有限控制集模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)策略。FCS-MPC充分考虑了电路的离散特性,选择有限控制集中使目标函数值最小的开关状态作为电路开关管的控制信号,从而控制电路的输出电压,无需任何调制器,可简化MPC的优化问题。此外,基于全维状态观测器设计了电路负载电流观测器,增强了控制器的鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于功率器件壳温估计的逆变电路动态限流方法

针对分立型功率器件构成的逆变电路,提出了一种基于器件壳温估计的动态限流方法。该方法首先构造了器件壳温估计的非线性热路模型;再建立了用于辨识该模型热学参数的目标函数,并通过原对偶内点算法对目标函数进行了求解;最后利用模型估计得到的器件壳温,实现逆变电路的动态限流。设计了相关实验平台,对所提方法进行了实验验证。相关结果表明,非线性热路模型能够有效描述功率器件壳温的动态变化,参数辨识可有效获得难以理论计算的热路模型参数。所提动态限流方法能够有效提升器件的热安全性和逆变电路的带载能力。相比传统逆变电路动态限流方法,所提方法无需实时测量器件壳温。因此当器件壳温测量不可靠时,所提方法具有明显优势。     

一种基于混合单元的新型串级逆变电路

串级逆变电路是在高压在功率电力电子变换器中应用较多的一种变换电源。作为这种电路的改进，基于“混合单元”的串级逆为电路在近几年得到了发展。在现有的串级逆变电路拓扑的基础上对混合单元型串级逆为电路进行了理论分析，提出并试验验证了采用电压比为：（1：3：9）的混合单元串级逆变电路，实现了了多达27电平的正弦波形输出。     

一种用于串联补偿的可控移相逆变电源设计

为了对传统配电网中出现的电压跌落与骤升等电能质量问题进行低成本高精度补偿,本文设计了一种可进行无级无功补偿的可控移相逆变电源装置。该可控移相电压源装置由前级功率因数校正电路和后级逆变电路组成。功率因数校正电路采用Boost电路将其输入的功率因数校正接近1,有效减小其对电网的电流谐波污染;逆变电路产生相位与幅值可调整的交流电压。实验结果表明,该装置输入功率因数为0.98,输出谐波较低,输出电压能够通过调节相位与幅值来改变输电线路上的压降实现电压补偿。     

基于观测器的永磁同步电机死区补偿方法

针对永磁同步电机SVPWM控制系统,提出了一种基于模型参考自适应观测器的死区补偿方法。与一般补偿方法相比,该法可以有效地避免相电流过零点的直接检测或间接估计。在分析三相电压源逆变电路死区效应基础上,根据永磁同步电机的矢量控制模型,得出平均死区补偿时间和dq轴补偿电压的关系。将q轴扰动电压作为状态方程中的扰动变量,并设计自适应观测器在线观测,然后推算出死区补偿时间,最终通过坐标变换,在dq轴对逆变器进行死区补偿。该法不需要增加额外的硬件电路和离线的实验测量,仿真结果证明了该方法是简单可行的。     

基于RB-IGBT的三电平光伏并网逆变器的效率分析

笔者分析了1种基于RB-IGBT的新型三电平光伏并网逆变器在不同的开关频率下工作时的开关损耗和导通损耗,并介绍了相关损耗的计算方法,通过MATLAB软件的计算得出数值,并与NPC三电平逆变电路和两电平逆变电路在同等情况下运行时的损耗进行了对比,从而得出此逆变电路应用在光伏并网逆变器中可以提高逆变器的效率。     

三相并网逆变器状态反馈模型预测控制策略

在三相并网逆变器中,由于传统的电流模型预测控制(MPC)系统中存在建模误差等因素,导致评估函数选出的预测值在应用时不一定仍具最优性。基于传统比例积分(PI)调节对给定电流良好的跟踪性基础上,提出了一种具有状态反馈、误差补偿的MPC算法,根据前一时刻电流预测值与实际电流采样值的偏差补偿当前时刻预测函数模型系统的输出,从而减少由建模误差造成的预测值与实际值的偏差。仿真和实验结果表明:加入反馈校正后,模型电流预测算法的控制性能大大提高,有效减少了谐波含量。从而验证了该方案的可行性和有效性。     

一种新颖的空间矢量死区补偿算法研究

分析了三相逆变电路死区生成的机理及对逆变器输出电压和输出电流的影响。结合TMS320LF2407A内部可编程死区发生器的工作机理,提出一种基于SVPWM的预测电流死区补偿方法,解决了DSP因插入死区而丢失有效脉冲的问题。实验结果表明,该补偿策略对由死区时间和开关器件中非理想特性造成的电压畸变有很好的补偿效果,能有效改善电机的电流波形,且软件控制简单,运算量小,适用于三相逆变电路的死区补偿。     

并联有源滤波器两步预测控制方法研究

针对并联有源滤波器(APF)一步预测控制方法存在的补偿误差较大等问题,在详细分析数字控制方式下APF电流跟踪特性的基础上,提出了一种两步预测控制方法,该方法通过对参考电流在当前采样时刻准确预测出下两个采样时刻的数据来建立APF的参考电流轨迹,以此为基础推导了APF补偿电流对参考电流轨迹跟踪的最优控制律;针对补偿电流变化率较大时刻的跟踪问题,在两步预测控制的基础上结合基于重复控制的反馈校正来减小补偿的稳态误差。理论分析表明,与一步预测控制方法相比,两步预测控制方法能进一步有效减小APF补偿的误差。仿真和实验结果验证了所提出控制方法的有效性。     

变频器谐波对负载影响的仿真分析

利用MATLAB和Power System软件包建立了变频器逆变电路及其负载电机模型,针对影响逆变电路输出电压频谱分布的主要因素进行了仿真分析,通过对仿真结果的比较,分析了谐波对负载电机的影响。     

电压型逆变电路控制方法的分析

介绍了逆变电路的几种控制方法,通过对电压型逆变电路全桥和半桥结构进行对比,分析了两种逆变电路的原理和特点,为逆变电路的实际应用提供了理论依据。