三相四桥臂逆变电源控制策略

传统的三相四线逆变电源采用的是三相三桥臂结构,第4根线构成中点形成变压器(NFT)。提出了一种新型三相四桥臂逆变电源,它的第4个桥臂用来构成中点,从而减小了体积和质量,降低了成本。针对此逆变电源,提出了一种3D-SVPWM的控制策略,并引入前馈补偿方法加以改进。仿真结果表明:此控制方案具有可行性。同时为提高母线直流电压利用率提供了可靠的理论基础。     

四桥臂三相逆变器的控制策略研究

四桥臂三相逆变器的结构,其三相负载可以是平衡的或不平衡的、线性的或非线性的.由于第4桥臂的加入,其控制变得更加复杂.针对国内外四桥臂三相逆变器各种控制方法的优缺点,消除四桥臂三相逆变器在带不平衡和非线性负载时的三相输出电压不平衡,讨论使用对称分量法对其进行控制.仿真和样机实验结果表明,这种思路是可行的.     

一种新型模块化多电平DC-DC变换器

具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器(DC-DC变换器)。基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输。变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制。变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略。最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性。     

一种新型模块化多电平DC-DC变换器北大核心

具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器（DC-DC变换器）.基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输.变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制.变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略.最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性.     

模块化多电平变换器功率模块的电流与损耗

为了便于对电压源变换器功率器件进行系统设计以及对其参数、冷却装置进行有效选择,需要对电流与损耗进行有效估算.通过介绍新型模块化多电平变换器（MMC）的工作模态,对其电流分布进行了详细分析,给出一种基于电流分布和元件特征曲线线性拟合的简单MMC损耗计算方法,并在此基础上分析了开关频率、功率因数等对MMC损耗的影响.仿真计算结果表明,该方法能简单有效地对不同工况下各个元件的损耗进行计算,其计算结果对功率器件及其散热装置的选择有一定的指导作用.     

基于FBD法的三相四桥臂APF的研究

针对三相四线制配电网中零线上电流的抑制问题,结合谐波检测的简便性,采用基于FBD法检测谐波的三相四桥臂并联型有源电力滤波器的解决方案.阐述三相四桥臂并联型有源电力滤波器的工作原理、检测和控制方式.仿真和实验结果验证了此方法的可行性.     

半桥三电平LLC谐振变换器的调制方法

为了得到适合高输入电压、宽增益范围应用的优选拓扑,从混合调制方法的角度对4种常见的半桥三电平LLC拓扑进行分析和对比.混合调制策略可以在不改变谐振腔参数、不增加额外元器件的前提下,使LLC谐振变换器的增益范围加倍.使用穷举法分析各三电平结构所有可能的具有零电压开关特性的调制方法,按照调制自由度和直流增益的不同分为高增益频率调制、低增益频率调制和脉冲宽度调制3大类.对比从元件的数量与应力、自动均压能力和对调制方法的兼容性3个方面进行展开,结果表明,桥臂串联型全桥拓扑具有最优的综合性能.实验结果验证理论分析的正确性.     

三电平Buck变换器的新型控制方法

单电压环控制的三电平Buck变换器暂态响应慢,并且滤波器参数的变化、输入电压波动和负载变化等扰动影响了电压的控制精度.针对上述不足,本文研究了一种基于扰动观测器的电压控制策略.从理论上研究了扰动观测器抑制外部扰动的有效性及飞跨电容的电压控制方法和算法,整定了电压控制算法的参数.仿真结果表明:所研究的控制方法能有效抑制输入电压波动和被控对象的参数变化等扰动,并且能大幅提高电压环的暂态响应速度.     

单周期控制隔离型三相无桥Sepic PFC变换器研究

功率因数校正技术被广泛应用于整流电路中以减小谐波污染。本文研究了一种新型隔离型三相无桥Sepic PFC变换器,它通过一级变换即可实现功率因数校正,又可实现隔离型DC/DC变换。本文首先详细分析了三相无桥Sepic PFC变换器的各个工作模态,对电路连续工作条件进行了分析。其次,采用单周期控制技术实现闭环控制,建立了单周期控制核心控制方程,对其进行小信号建模,设计了电压环路控制器,分别在频域和时域对不同参数下的系统稳定性进行仿真分析,设计了基于DSP的数字单周期控制的实现方法。仿真和实验结果表明,单周期控制的三相无桥Sepic PFC变换器,可实现单位功率因数,电流畸变率小。     

开关变换器多频率控制方法研究

提出并研究了一种新颖的开关变换器控制方法——多频率(multifrequency)控制方法。该方法在每一个开关周期结束时刻采样输出电压,对其所处的电压区间进行判断,并由此采用相应频率的不同控制脉冲对开关变换器进行控制,以调整变换器输出电压。多频率控制方法具有控制算法简单、开关变换器稳定性好、瞬态响应速度快、电磁干扰噪声小、轻载效率高等优点。相比于双频率控制,多频率控制不仅可以拓宽开关变换器输出功率范围,还可以降低开关变换器输出电压纹波。实验结果验证了理论分析的正确性。     

高压直流输电模块化多电平换流器拓扑研究

基于VSC(Voltage Source Converter)的高压直流输电为解决大规模清洁能源并网等问题提供了新方法,现已投运的VSC-HVDC工程无法有效处理直流故障。阐述传统H-MMC拓扑无法快速有效阻断直流侧故障电流的原因,重点对比分析目前已提出的3类具备直流侧故障切除的改进型换流器拓扑结构的共性与不同点,研究其清除直流侧故障的机理。通过PSCAD/EMTDC软件对不同拓扑组成的换流器进行仿真分析,验证了提出的换流器阻断直流侧故障电流的机理,改进型拓扑组成的换流器具有较好的应用前景。     

基于SPS-SPWM的独立电源级联型多电平变换器研究

为避免SPS-SPWM逆变模块多重化需要笨重昂贵的叠加变压器，使高压大功率变换器频谱特性更加优化．提出了一种采用SPS-SPWM模式的独立电源级联型多电平变换器．阐述了工作原理，调制载波方法，分析了频谱特性，并给出了仿真结果．     

混合级联多电平变换器拓扑与调制策略研究

多电平变换器的调制策略与其主电路拓扑密切相关．基于3种多电平变换器的拓扑特点，给出了一种混合级联多电平变换器，分析了它的几种调制策略和频谱特性，并进行了电路仿真．仿真验证了结果的正确性．     

基于等效电流分解模型的模块化多电平交—交变换器控制方法

交—交变换器作为电能变换的关键环节,在统一电能质量调节器、电力机车牵引和变频电源等领域具有重要作用,模块化多电平交—交变换器(AC/AC-MMC)是直接交—交变频中具有广阔发展前景的一种拓扑结构.首先根据单相AC/AC-MMC桥臂电气量与输入、输出间的关系,推导得到输入回路、输出回路、环流回路相互解耦的等效电流分解模型,实现输入、输出及相间环流回路的独立控制;然后,建立关于该模型及电容电压平衡控制的性能指标评估函数,提出一种基于桥臂电平数遍历模型预测控制(MP C)方法,该方法以性能指标最优为目标,选取桥臂输出电平数最优值,实现对输入电流、输出电流、环流的准确跟踪,以及对子模块电容电压的平衡控制;基于所提MP C方法,提出子模块内部损耗均衡控制优化方法,通过均匀分配子模块左、右桥臂开关状态,实现子模块内部损耗均衡分布,提高系统运行可靠性;最后,搭建PSIM仿真模型,验证所提控制方法的可行性和有效性.     

电流型多电平逆变器SVPWM控制方法

针对19基本空间矢量法电流型多电平逆变器输出谐波大的问题,提出一种基于25个基本空间矢量的SVPWM控制方法.该方法与传统19基本空间矢量法相比,基本空间矢量的个数增加了6个,但这6个空间矢量的模比原19基本空间最小矢量的模还小,并且对称分布形成一个内六边形.该组基本空间矢量的加入,使基本空间矢量的分布更均匀,选择也更加合理,从而输出波形更好、谐波更小.实验证明,25基本空间矢量法优于19基本空间矢量法.     

模块化多电平换流器电容电压优化均衡法研究

在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先,对引入的归并排序算法均衡工作机理展开了简要叙述,在此基础上,针对算法单次排序比较次数高对算法进行优化处理,进而减少了单次排序运算过程中算法所需的比较次数;并立足于简化后的归并排序算法,引入子模块之间的最大电压偏差比例值,实现降低排序频率与开关损耗,从而形成了具有优越性能的改进归并排序均压控制方法。最后,运用 Matlab/Simulink仿真平台搭建了模块化多电平换流器的直流侧电容电压均压控制模型验证所提改进归并排序均压方法的可行性与有效性。     

三相变换器的模型预测控制仿真

针对三相并网逆变器系统和三相整流系统,研究了一种模型预测控制策略.与传统的PI双闭环控制方式相比,预测控制能够更快速地跟踪响应,实现更加精确的控制,提高三相PWM整流器的性能.在两相静止αβ坐标系下,分别建立三相逆变器系统和三相整流器的数学模型,以此模型为基础建立各自的预测模型,设置其价值函数并给出模型预测控制器结构图.在MATLAB/Simulink中进行建模仿真,结果表明,采用模型预测控制器能够实现对系统的有效控制,系统也表现出较好的静、动态特性.     

基于45°坐标的H桥级联多电平变换器移相空间矢量调制算法

随着级联模块数的增加,空间矢量调制算法实现困难制约了其在高压大容量变换器中的推广应用。针对这一问题,提出基于45°坐标移相空间矢量调制算法,实现对H桥级联的多电平变换器进行控制。45°坐标系上的基本矢量位于单位整数坐标点,且相邻3个基本矢量组成的扇区三角形为等腰直角三角形,简化了参考矢量的定位及基本矢量作用时间计算;由于避免了多电平SVM算法中大量冗余开关状态矢量的计算,该算法很容易扩展应用于任意电平的H桥级联多电平变换器;与载波移相调制算法相比,移相空间矢量调制算法提高了直流电压的利用率,且比载波移相调制算法更有利于数字实现。最后,通过仿真和实验验证了本文提出的算法的正确性。