基于解耦控制的多模块逆变器并联系统直流环流抑制策略

提出一种基于解耦控制的控制策略以抑制多模块不间断电源(uninterrupted power supply,UPS)并联系统的直流环流。在基于平均功率控制的并联系统中,对每个并联逆变模块设置一个独立的电压直流分量抑制电路,通过校正逆变基准值控制每台逆变器输出电压直流分量为零,从而达到控制并联系统的直流环流为零。由于各个模块独立调节,因此实现了各个并联模块之间的直流环流控制上的解耦。3台15 kVA并联UPS系统实验结果表明,该文所提控制策略能可靠、有效地抑制并联系统的直流环流。     

PGN系列直流充电装置

本文对ＰＧＮ系列直流充电装置工作原理,性能作一简介。     

多模块并联有源电力滤波器的性能

对多模块并联的有源电力滤波器的几项关键技术进行了分析,包括负载电流采样分配策略、分流策略,提出了有效的解决方法,并设计了FUZZY-PI控制模块.利用Matlab软件对三模块并联的情况进行了仿真分析,并针对多模块并联系统可能出现的故障问题进行了仿真分析.仿真结果验证了方案的可行性.     

基于电流平衡单元的输入并联输出并联型LLC谐振变换器模块

输入并联输出并联(IPOP)型直流变换器广泛适用于低电压大电流工作场合,难点在于如何实现各子模块之间的输入电流均流(ICS)和输出电流均流(OCS)问题,现有解决方法均为闭环控制策略。提出了基于电流平衡单元的IPOP型LLC谐振变换器模块,通过电流平衡单元电磁耦合作用可以开环实现LLC谐振变换器模块间ICS和OCS,使整体IPOP型直流变换器稳定工作。LLC谐振变换器工作在近似谐振频率下可实现高频隔离直流变压器功能,保证逆变侧零电压开关(ZVS)及整流侧零电流开关(ZCS),同时具备高功率密度和高效率。采用电流平衡单元代替传统闭环控制策略解决IPOP系统模块间电流不平衡问题,省去采样和控制电路,提高系统稳定性,降低系统成本。通过对电流平衡单元的电磁模型分析,导出等效电路模型,并通过其工作暂态电流与稳态电流仿真说明电流平衡原理。最后搭建基于电流平衡单元的IPOP型LLC直流变换器实验系统,验证所提出电流平衡方案的有效性和正确性。     

电动汽车充电电源并联均流技术

电动汽车充电电源目前主要是采用多个充电电源并联供电方式实现大功率输出。这里以电流控制模式的充电电源模块为研究对象,研究了电流控制模式的充电电源自动实现多模块并联均流的原理,并在LTC3722-1集成控制器仿真建模基础上实现了电流内环控制电压外环,指出了电动汽车充电电源采用电流控制模式实现多模块并联均流的优点及其可行性。     

可控硅直流电源充电装置改进措施

针对可控硅直流电源充电装置存在的问题，分析造成其纹波系数较大的原因，提出相应的改造措施，取得了良好的效果。     

一种交错式三电平逆变器的研究

针对正弦波交流输出的应用场合,提出了一种可降低电感纹波电流的功率管交错并联式三电平逆变电路。该电路需要六个功率开关管,其中上下位置各采用两个功率管并联工作在交错模式,而中间两个位置的功率管则工作在倍频模式。分析了电路的工作原理,提出了其PWM脉宽调制方式。推导了该电路和其他两种常用半桥式逆变电路的纹波电流公式,并对三者进行了比较。阐述并采纳了一种带干扰正馈抑制的逆变器双环控制策略。样机的测试结果证明了电路和系统的有效性。     

固定型VRLA电池并联充电研究

对不同荷电态的固定型VRLA电池进行了并联充电过程的观察研究。结果表明,流经各个电池的电流是按照电池荷电态的不同自动调节的。在充电过程中,原来荷电态较高的电池充电电流由小逐步增大;原来荷电态较低的电池充电电流由大逐步减小,最终各个电池的充电电流趋于一致。试验同时还证实了恒电压并联充电可以改善蓄电池的均匀性,有利于延长蓄电池组的使用寿命。     

自适应下垂控制的三电平DC/DC并联均流方法研究

分析传统下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流电压偏差较大,且各并联模块功率不均分的原因,提出了一种自适应下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流控制方法。通过实时采集各并联变换器的电压和电流,建立变换器下垂系数与负荷功率之间的数学模型,自适应调整下垂系数使直流母线电压跟随给定值。构建直流微电网仿真模型,在相同工况下利用MATLAB/Simulink软件平台,仿真分析传统下垂控制和自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联直流母线电压降落和功率分配进行对比分析,验证了自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联的可行性,实现了不同额定功率的三电平DC/DC变换器间的“功率均分”,同时极大的改善了由于线路阻抗导致的电压降,提高了直流母线的电能质量。     

基于虚拟DSP模块的三相三电平逆变器研究

构建了一个虚拟数字信号处理器(DSP)模块。该模块采用Saber仿真软件中的MAST语言模拟产生PWM信号,同时MAST语言去调用VC++编写的控制程序,结合Saber仿真软件中主电路,在Saber环境进行控制系统调试,调试完成后可直接将VC++的程序下载到实际DSP中。这里以三相三电平逆变器为例,分别在Saber环境和物理系统中建立样机,仿真与实验结果表明,采用虚拟DSP模块控制的效果与实际DSP控制的效果类似。     

基于超级电容有轨电车的充电装置控制研究

超级电容快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于新型有轨电车储能。针对有轨电车充电装置整流器采用传统多脉波整流技术导致的整流器输入侧交流电压畸变、交流电流谐波含量高,直流母线电压纹波大,功率因数不可控等问题,提出采用脉宽调制(PWM)整流方式。该整流方式具有功率因数高,谐波含量低等优点,采用电压-电流双闭环与电压前馈相结合的控制策略,来抑制直流母线电压在超级电容接入瞬间引起的波动。通过设计LCL滤波来吸收整流器交流侧的电流谐波,并推导了LCL滤波器的计算公式。系统仿真和实验证实了该控制的有效性。     

基于DSP的蓄电池充放电装置的研究

介绍了一种利用TMS320LF2407来进行全数字控制，采用Buck—Boost双象限电路作为充放电主电路的蓄电池充放电装置。采用了涓流充电、恒流充电、恒压充电的三级充电模式，非同步采样方法，带滞环的PI调节器。样机试验结果表明控制方法可行，充放电精度高。     

悬浮式电容空间用三电平直流变换器拓扑研究

提出一种基于悬浮式电容空间用三电平直流变换器的拓扑,通过增加开关器件和电容箝位功能,降低了开关器件电压应力,有利于变换器工作在更高电压等级。同时给出DC/DC变换器升压和降压工作原理,实现了能量双向流动,并在此基础上完成了悬浮电容电压平衡控制策略,保证了输出电压稳定工作的同时箝位电容电压维持不变。最后搭建了悬浮电容DC/DC变换器实验平台,验证了拓扑的正确性和控制策略的有效性。     

三电平ZCS充电结构的工作特性研究

本文探讨了将三电平变换器应用于充电电源的可能性,从其工作原理入手分析了其工作特性、指出了其存在的优势并给出了三电平ZCS充电结构的参数设计依据。另外,还针对储能电容的取值进行了论述,指出储能电容的取值对重复精度的影响。最后通过设计若干组仿真实验进行了验证,得出TL变换器可以用于改善充电电源某些方面的性能指标的结论。     

移动式直流应急无线充电模块的磁芯优化设计研究

采用无线电能传输是开展移动式直流应急保障的有效途径。提出了一种适用于移动式直流应急无线充电模块的铁氧体磁芯设计和优化方法,可进一步提高发射器与接收器之间的未对准误差容限、降低磁芯损耗。当无线充电模块发射器与接收器之间存在未对准误差时,磁通密度不再均匀,磁芯损耗也随之增加。因而,应通过磁芯优化设计使得磁芯各处磁通均匀分布以及损耗降低。经综合考虑,提出了一种分段线性圆形和附加条形磁芯的优化结构,并提出基于有限元连续非线性规划优化算法,可使得磁通密度分布均匀和降低损耗。经仿真验证,与原始磁芯结构相比,优化后的圆形磁芯结构可降低单位体积磁芯损耗,另加附加条形磁芯优化后可使单位体积磁芯损耗降低39%,并且优化后的磁芯,单位损耗的磁芯体积可减少17. 5%。     

基于U-N模型的三电平异步电机直接转矩控制仿真

构建了基于二极管钳位式三电平逆变器的直接转矩控制仿真系统。针对直接转矩控制系统存在的转矩脉动、中点电位平衡和电压跳变等问题,优化了三电平矢量选择方法。为了解决U—I和I-N磁链观测模型易受定、转子参数和转子角速度精确度的影响,系统采用了全速度范围的U-N模型,提高了定子磁链观测的精确度。最后通过Simulink仿真验证了该模型的正确性和该算法的可行性。     

基于WBG器件的零电流直流隔离变换器研究

提出了一种可在零电流开关ZCS(zero-current switch)下仅通过功率开关器件达到直流隔离效果且输出电压在一定范围可调的直流变换器拓扑结构。首先分析了该变换器稳态时的工作原理及电路模型,并推导出了在含有寄生参数下的输出电压数学表达式;然后通过接触电流TC(touch current)对电路的隔离性能进行了评估,并论述了共模漏电流的抑制方案以提升电路隔离效果;最后基于宽禁带WBG(wide bandgap)材料碳化硅MOSFET下设计了原理性实验样机,并对理论分析进行了验证。     

可关断器件移动式直流融冰装置研究

为提高电网的可靠运行,加强电网防冰防灾能力建设,我国加强了先进电力电子技术用于融冰领域的研究。文章首先说明了线路融冰额定电流和电压的计算方法,随后介绍了基于可关断器件移动式直流融冰装置的技术先进性,给出了其系统技术方案、主电路拓扑和控制策略,尤其阐明了先进的四象限变流器模块串联的多重化电压源换流器(voltagesource converter,VSC)结构。500 kV线路现场试验证明,该装置的研制成功,为我国电网防冰减灾提供了新的技术手段。     

基于模块化三电平方式的中压直流配电网DC/DC换流器设计

中压直流配电网与直流负荷、直流微电网的互联是实现直流配电网的关键,这将迫切需要一种适应于中压和低压大跨度变比的直流变压器(即DC/DC换流器)。三相双主动全桥(dual-active bridge,DAB)换流器具备可隔离、可实现双向功率流动、滤波器体积小等优点,该文基于三相DAB换流器拓扑,结合中压直流配电网DC/DC换流器高压侧电压应力大、低压侧电流应力大等特性,设计了一种基于三电平方式的DC/DC换流器模块,进而采用输入串联、输出并联的模块化级联方式设计了中压直流配网DC/DC换流器。最后,提出了换流器模块高、低压侧协调控制方式以及模块化DC/DC换流器的输入电压均分、输出电流均分控制方式,并在MATLAB/Simulink里验证了其可行性。