LC输出滤波器的改进及在STATCOM应用中优化设计

针对LC输出滤波器在滤除逆变器开关器件通断时引起的高频毛刺时的不足,提出对LC输出滤波器的改进方法,即在LC输出滤波器的电容上串联一个小电阻,使改进后的LC输出滤波器能有效地抑制静止无功发生器(STATCOM)装置与电网发生的谐振。从无功补偿器能力和瞬态电流跟踪能力两方面讨论了改进的LC输出滤波器对STATCOM装置的影响。运用改进的遗传算法对改进LC输出滤波器的参数进行优化设计,使其在滤除高频谐波的同时,兼顾无功补偿器能力。采用Matlab软件进行模拟仿真的结果表明,所提出的设计方法能满足系统无功补偿的要求。     

LC输出滤波器的改进及在电气化铁路综合有源补偿置中的模糊优化设计

提出一种模糊目标函数优化方法,并将其应用到电气化铁路综合有源补偿装置输出滤波器的优化配置,致力于解决电气化铁路综合有源补偿装置引起的高次谐波污染问题.根据工程实际情况,建立LC输出滤波器简化模型,提出了在常用LC输出滤波器的滤波电容上串联电阻和电感的并联支路来对LC输出滤波器进行改进.建立以满意度为综合指标的模糊优化目...     

基于环形“感容”集成结构单元的平面EMI滤波器设计理论及实施

平面EMI滤波器以其体积小、高频性能好等优点在电力电子领域有较好的应用前景,然而目前尚未形成一个完整的理论体系用于指导该类滤波器的设计。本文首次提出一种圆环形"感容"集成结构(LC单元),以其作为平面EMI滤波器的基本组成单元;提出一种广义弧形传输线理论,基于该理论建立了LC单元的分布参数模型,利用模量转换法将LC单元等效为二端口网络;利用有限元法提取了LC单元线匝间的电磁参数,为准确研究该单元以及滤波器的电磁特性奠定了基础;详细阐述了整个平面EMI滤波器的设计流程及实施过程,并给出了相关结构尺寸初始值的经验取值。根据具体技术指标设计了若干基于LC单元的平面EMI滤波器,对其共模插入损耗特性进行了理论计算与测量,验证了设计理论的可行性。     

矩阵变换器的阻尼输入滤波器设计

在输入侧将矩阵变换器等效为一个buck型PWM整流器,推导出了采用LC滤波器的矩阵变换器输入电流与输出电流及输入电压之间的传递函数关系.给出了输入滤波器中的电感及电容参数选择方法.分析表明若输入滤波器仅采用LC电路将导致谐振频率附近输入电流振荡,引起系统不稳定.给出了一种带阻尼的输入滤波器的设计方法并进行了仿真验证.同...     

高频有源滤波器的实用设计

本文给出了高频有源滤波器的实用设计方法。根据给定的技术指标，首先设计一个基于运算放大器的RC有源原形滤波器，然后根据网络理论，将其转换成基于电流传输器（CCⅡ－）的RC有源滤波器。由于两个滤波器具有相同的传输函数以及相同的元件值，因此，基于CCⅡ－的滤波器保留了原形滤波器的优良性能。文中给出了用AD844实现的滤波器电路以及计算机模拟结果。     

LC输出滤波器的改进及在电气化铁路综合有源补偿装置中的模糊优化设计

提出一种模糊目标函数优化方法,并将其应用到电气化铁路综合有源补偿装置输出滤波器的优化配置,致力于解决电气化铁路综合有源补偿装置引起的高次谐波污染问题。根据工程实际情况,建立LC输出滤波器简化模型,提出了在常用LC输出滤波器的滤波电容上串联电阻和电感的并联支路来对LC输出滤波器进行改进。建立以满意度为综合指标的模糊优化目标函数,采用加权多目标方法进行寻优。最终实现对输出滤波器的参数进行优化设计。仿真分析充分论证了所提出的改进算法及模型是正确可行的。     

基于开关电流的Morlet小波变换及重构的实现

首次提出基于开关电流实现Morlet小波变换的方法,该方法为小波变换的快速实现提供了新的途径.基于开关电流双线性积分器采用跳蛙法模拟梯形无源滤波器构造了高斯带通滤波器,从而实现Morlet小波变换及重构滤波器.利用开关电流电路的特性,只需设计一对分解和重构滤波器便可实现二进小波变换,其实现方法简单,有利于制成实用集成芯片.仿真结果证实了其可行性.     

宽带弓形微带补偿天线的设计

介绍了一种新型的天线设计方法,它是将有限尺寸载入介质基片上的宽带弓形微带补偿天线。该方法设计快速,无需计算,而且合理精确,是通过观察在单一的弓形带天线上的两个梯形半开对搭的排列效应而受到启发。首先设计单边梯形,然后将这样的两个相同梯形的顶部对接,经微带线将二次谐振频率匹配到同轴馈线。设计的弓形带天线在X-波段上的实验测量与模拟预测结果一致,获得的带宽为10.6％。     

矩阵变换器的阻尼输入滤波器设计

在输入侧将矩阵变换器等效为一个buck型PWM整流器,推导出了采用LC滤波器的矩阵变换器输入电流与输出电流及输入电压之间的传递函数关系。给出了输入滤波器中的电感及电容参数选择方法。分析表明若输入滤波器仅采用LC电路将导致谐振频率附近输入电流振荡,引起系统不稳定。给出了一种带阻尼的输入滤波器的设计方法并进行了仿真验证。同时分析了矩阵变换器的电磁传导发射EMI特性,指出工业化的矩阵变换器需要加装EMI波器。     

环形“感容”单元的三参数集成滤波器模块及其在开关电源中的应用

"电感"和"电容"的模块(简称"LC单元")是组成EMI滤波器的核心元件,采用不同的连接方式可实现不同的参数集成。本文提出一种新型连接方式的LC单元,实现了共模电感、差模电感和差模电容的三参数集成。当通入共模(CM)电流时,由于上下线圈完全对称,对应线匝电位分布相同,则电容效应可忽略,LC单元可等效为两个平绕线圈;当通入差模(DM)电流时,单位电感的感应电动势相互抵消为零,电感效应消失,LC单元等效为一个电容。本文在分析其耦合方式的基础上,给出了差、共模电流作用下的等效电路,并采用错位过孔连接技术完成EMI滤波器的连接,最终将其运用于小功率电源PFC电路中,通过实验验证其有效性和优越性。     

逆变器单元用LCL滤波器的并联系统性能分析

由于各并联单元之间的参数差异,逆变器并联系统存在环流,其中的高频环流由于其频率超出系统的控制带宽,难以通过控制的方式进行抑制。本文分析了高频环流存在的原因,提出将并联逆变单元的LC滤波器改变为LCL滤波器。比较了LC滤波器和LCL滤波器的阻抗特性,分析了采用LC滤波器和LCL滤波器的逆变器的闭环输出特性,指出经过适当的参数设计可以使得这二种逆变器的等效输出阻抗在低频段相近而在高频段呈现很大差异。并联系统在采用了LCL滤波器的逆变器作为并联单元后,可以利用其高频高输出阻抗很好地抑制高频环流,同时可以保持较硬的输出电压外特性。仿真和实验都验证了该方法的有效性。     

单相PWM逆变器输出滤波器优化设计

在研究中发现用传统设计采用的LC滤波器去滤除PWM波中含有的谐波,当负载稍变动时,LC滤波器输出的波形会发生较大的变动.为了滤除PWM波中所含有的谐波,且有良好的输出波形,在本设计采用了2个串联的LC滤波器对PWM波进行滤波处理.前级LC滤波器让PWM波全部通过,形成含有大量谐波的正弦波,后级LC滤波器对前级LC滤波器输出的波形进行谐波滤除.通过实验证明,采用该方法进行设计的滤波器,在负载变化时,输出电压波形稳定、质量较高,且设计中所得参数几乎不用调整.     

面向可靠性的Buck输出侧LC滤波器设计

目前Buck电路输出侧LC滤波器的设计方法为基于电压电流纹波、功率密度与成本的设计,但在可靠性要求较高的应用中,直流变换器寿命为评价直流变换系统性能的关键指标。在当前LC滤波器设计因素的基础上,从可靠性角度提出了一种LC滤波器的优化设计方法。首先研究了电感值与电容值对系统中电解电容发热的影响,再结合电解电容寿命模型,进一步分析了不同滤波器参数下的电解电容寿命,并根据电解电容寿命要求,设计了1 k W Buck直流变换器可靠性较高的LC滤波器参数。最后以Matlab仿真平台与1 k W Buck实验平台作为检验手段,对计算结果进行了验证。     

高温超导储能变流器的LC阻尼滤波器设计

为了抑制高温超导储能电压型变流器的输出电压谐波,设计了带阻尼效应的LC低通滤波器。文中分析了滤波器的原理及传递特性,进行了正弦脉宽调制波的谐波分析,通过控制滤波网络的基波衰减因数确定了LC阻尼滤波器的参数,最后将其应用于高温超导SMES的电压跌落补偿试验。试验结果表明,LC阻尼滤波器在SMES变流器系统中能起到良好的滤波效果,提高了SMES系统的动态响应能力和稳态性能。     

微电网中电压型逆变器滤波器研究

微电网并网电流谐波问题一直是研究热点。目前主要采用LC型滤波器来抑制电流谐波。LCL型滤波器结构上只比LC型滤波器增加了一个电感,但应用于电压型逆变器其谐波抑制效果更加明显,并且控制策略有着明显区别。此外,LCL滤波器又存在谐振频率出易发生谐振问题。通过无源阻尼法和有源阻尼法研究LCL滤波器的谐振抑制问题和通过计算选取参数比较2种滤波器的谐波抑制能力。得出了LCL滤波器使用阻尼法的谐波抑制能力高于LC型滤波器。     

圆环线匝构成的平面共模EMI滤波器的特性研究

平面LC线圈是组成平面EMI滤波器的基本单元,其匝间寄生电容及所用磁心磁导率的非线性对滤波器的高频性能有重要影响。本文首次提出环形平面LC线圈结构,并对矩形和环形平面LC线圈进行了3D有限元仿真,通过对比其特性确定了环形LC线圈作为组成EMI滤波器的基本组成单元,并基于该结构实现了平面共模EMI滤波器。考虑了匝间寄生电容、相邻导体间的互感及有效磁导率的非线性,建立了环形LC线圈的等效集中参数电路,利用节点电压法求解了当其连接成低通滤波器时的插入损耗。基于环形平面LC线圈设计了一台平面共模滤波器样机,计算与实验对比显示,匝间寄生电容和磁导率的非线性对滤波器的高频性能有重要影响。     

电气化铁路电流平衡补偿输出滤波器改进及参数优化

为了提高电气化铁道电流平衡补偿装置的补偿性能,研究了常用输出滤波器的性能及改进优化方法.分析r常用LC输出滤波器的幅频和相频特性,并对比了LC(常K型滤波器)、RLC、M型和LCL输出滤波器的幅频特性,提出了在常用LC输出滤波器的滤波电容上串联电阻和电感的并联支路,它既能抑制电流平衡补偿装置与电网发生谐振,又能减小电阻...     

使用有源滤波器抑制高次谐波

以往,普遍采用电感电容滤波器(LC滤波器)抑制高次谐波,这是对应于一定的高次谐波构成一个低于系统阻抗的分路,以抑制系统中高次谐波的方法。因此,这种滤波器需要安装在高次谐波源附近。但是,LC滤波器存在以下缺点:     

基于LC滤波并网逆变器的电流跟踪型控制策略

在并网逆变器系统中,LC滤波器已经得到了广泛的应用。与传统的单L滤波器相比,LC滤波器具有更优的滤波性能,对高次谐波具有良好的衰减作用。在LC滤波器的基础上,提出网侧逆变器采用电流跟踪型控制策略,使得电压电流具有很好的跟踪性能,实现了系统良好的动态响应性能。并推导出电流跟踪型控制策略下系统的传递函数,进一步分析基于LC滤波系统的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink软件进行仿真分析,有效地验证了该控制策略的可行性和准确性。     

传统LC滤波器与新型阻尼滤波器的比较

输出滤波器多采用传统的LC无阻尼滤波器,该滤波器电路结构因无阻尼,在输出端极易产生振荡分量而严重影响电器性能。阻尼滤波器由于采用改进了的电路结构:用一电容与电阻串联之后与另一电容并联构成的组合电路来取代传统LC无阻尼滤波器的滤波电容,并通过计算与计算机仿真,合理选择参数,使电路具有适当阻尼比的同时,系统损耗较小,抑制振荡效果显著,增加了系统的稳定性,改善了系统的性能。将2种滤波器利用仿真进行研究分析,用实例证明新型阻尼滤波器的有效性且电路结构简单、成本低。