移相电抗器对变流器供电系统谐波抑制的机理研究

大容量的变流器供电系统减少向电网注入谐波的主要方法是采用多相整流电路和变流器的多重化技术，一般需要采用多绕组移相变压器进行电路移相，该文提出了一种用移相电抗器取代移相变压器的电路拓扑结构，可大大降低移相电路的成本，该文分析了移相电抗器的谐波抑制机理，介绍了移相电抗器的结构，最佳移相角的选取，移相绕组连接方式及移相绕组匝数的确定等。对具有移相电抗器的六相整流系统进行了基于SIMULINK的数字仿真和实验研究，并与未采用移相方式的三相全波整流电路进行了对比分析。仿真与实验结果的电流频谱分析表明，采用移相电抗器的六相整流电路对电源侧的5、7、11和13次电流谐波有较好的抑制效果。     

10kV电能质量扰动综合发生装置的研制

提出了一种能模拟电力系统电压扰动与电流扰动输出的电能质量扰动综合发生装置,能输出电压暂降、电压波动和闪变、电压谐波、电流谐波、电压电流三相不平衡等波形,具有输出波形好、功率大、电压等级较高等特点。该装置采用多绕组变压器+全控型变流器+载波移相级联型多电平变流器结构,整流部分采用电压电流双环控制,输入电流波形好,直压稳定,逆变侧采用载波移相级联多电平控制策略,输出波形精度高。在PSCAD仿真分析的基础上,研制1.5 MVA/10 k V电能质量扰动综合发生装置样机,仿真和实验结果验证了装置主电路和控制策略的正确性。     

基于高频多脉变压器的中高压变流器的建模和分析

利用高频多脉移相变压器的方式可以有效消除网侧5次和7次谐波,并能解决现有工频多脉移相变压器体积过大、重量偏重的缺点.本文为了对基于高频多脉变压器的中高压变流器直流侧电压以及电网侧的谐波含量进行定量的数学分析,建立变流器的系统模型.通过对功率单元以及直流侧的12脉整流器的电压、电流分别建立开关状态方程,可得网侧电流是关于...     

用于多脉波整流的直线式移相变压器

在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。     

基于多绕组变压器隔离型变换器的链式STATCOM研究

提出了一种新的STATCOM主电路拓扑结构,它由N个级联的多绕组变压器隔离型变换器构成,每个多绕组变压器隔离型变换器由1个多绕组变压器和M个变换器构成,每个多绕组变压器的M个副边绕组与M个变换器相连,M×N个变换器公用一个电容。所提结构由于同时避免了单个器件的串联和并联,从而有效地提高了装置的可靠性;采用载波移相的SPWM调制策略可同时优化输出电压和输出电流的谐波性能。所采用的多绕组变压器的副边绕组之间不需要错相位,错相位由变换器的控制器完成。给出了一种恒无功运行模式下的解耦控制方案。基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提结构的良好性能和所提控制策略的有效性。     

一种用于多重叠加逆变的圆形移相变压器

为改善多重叠加逆变器性能,提出一种用于多重叠加逆变的新型圆形移相变压器。移相变压器采用圆形铁心结构,与一般移相变压器相比,该变压器磁路结构更加对称,绕组设计更加简单。分析了非正弦供电条件下,变压器定子谐波磁动势的特点,推导出了谐波磁动势计算公式。实验结果表明,圆形移相变压器内部能形成旋转磁场,正常建立空载电压;将圆形移相变压器应用于多重化逆变时,能有效减小输出电压谐波,改善逆变器输出性能。     

一种海洋平台多绕组分裂变压器的技术特点及应用

本文介绍了一种海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器技术原理、结构构成,分析了该变压器的技术特点及谐波抑制。     

载波移相对直线电机高频振动抑制的研究

PWM驱动电机系统中,在功率元件开关状态下会产生高频振动。针对变频驱动多相直线电机高频振动噪声的问题,提出使用载波移相技术降低噪声。根据电机振动与磁动势间的关系,推导了双绕组互移30°的多相直线电机磁动势的计算公式,经过分析得出结论:通过调节载波移相角,进而调节电机两绕组电流中的高频谐波的角度差,有效地抵消了电机合成磁动势的高频分量幅值,并推导和分析了最优移相角度的选择,最后进行了仿真,验证180°为最优移相角。     

基于载波移相技术的强耦合双支路电机共模电压抑制研究

在大功率永磁同步电机应用场合，由电机传导出来的高频振动噪音的舒适度逐渐变成一个重要的因素。采用载波移相技术两并联逆变器驱动的强耦合双支路电机因特殊的绕组结构能够有效地消除奇数倍载波频率附近的高频振动噪音而逐渐得到广泛应用。除了对电机高频噪音的抑制外，系统运行过程中也应考虑对传导的电磁干扰进行抑制。对于一般结构的电机，载波移相技术能够有效地抑制电机共模电压的幅值。但对于具有特殊绕组结构的强耦合双支路电机，采用载波移相技术对其共模电压是否存在抑制能力还没有被分析和验证。这篇文章的目的是通过理论分析与实验验证确定对强耦合双支路电机采用载波移相技术能够有效地抑制电机的共模电压，抑制系统传导的电磁干扰。     

移相变压器不对称对多脉波整流系统的影响

移相变压器结构不对称是多脉波整流系统常见的现象.通过分析多脉波整流系统对移相变压器结构的要求,给出了移相变压器的结构不对称类型,研究了不同不对称类型对移相变压器输出电压有效值和相位差的影响.以三角形联结自耦变压器为例,通过仿真和实验分析了原边绕组不对称对整流系统的影响.实验结果表明,当绕组不对称时,系统各处电压和电流相对于对称时均产生较为明显的改变,且输入电流中含有5、7次等非特征次谐波,系统长期运行于不对称状态会对电网产生较大污染.     

电能表中互感器角差的纠错算法

提出了一种电流互感器和电压互感器角差补偿的新算法。深入研究和分析了具有电感和电阻的电流互感器和电压互感器的等值电路,在实际测量应用中人为地造成一个RL电路的暂态过程,采用数字微分算法能够快速准确地算出RL电路的频率和时间常数,进而计算出电流互感器和电压互感器的角差。提出了电能表中补偿电流互感器和电压互感器角差的有功功率和无功功率计算方法。仿真结果表明,该算法能大大地提高电能表的计量精度。     

超高频感应加热电源的新型谐振变换器研究

提出一种基于移相控制的三阶超高频感应加热电源谐振变换器.该拓扑结构能够很好地吸收电路中的分布电感和寄生电容.移相控制使得开关器件工作于软开关模式,极大地降低了电源工作在超高频时的开关损耗.采用基波分析的方法设计电路,并通过仿真和实验,验证了理论分析和电路设计的正确性.     

模块化多电平换流器电容电压与环流的控制策略

电容电压控制和环流的抑制一直是模块化多电平换流器(MMC)拓扑研究很重要的一方面,也是制约该拓扑应用于柔性高压直流输电(HVDC)领域的瓶颈。分析了模块化多电平换流器电容电压波动以及环流偶次谐波产生的机理。在排序均压的载波移相调制(CPS-SPWM)策略的基础上,附加了电容电压均衡控制,以抑制电容电压的波动。同时介绍了一种闭环的谐振环流控制器,实现对环流交流成分的抑制。该控制策略结构简单,且适用于单相系统。仿真结果表明,采用上述的控制方法,电容电压的波动和环流都得到很好的抑制,动态结果也很好。     

载波移相SPWM并联变流器及其环流问题的研究

针对模块并联中的线路级并联,提出正弦脉宽调制的载波移相技术,使并联系统在原有开关频率基础上获得一个加倍的等效开关频率。通过对载波移相中每个模块的开关状态分析,得出载波移相导致模块之间形成环流,且各相的环流相互独立。公共直流母线条件下,环流包含零序和非零序成分。采用独立直流母线,能有效抑制环流中的零序分量。仿真结果验证了上述结论。     

一种隔离型双向DC-DC变换器拓扑与工作模式分析

本文提出了一种新型的隔离型双向DC-DC变换器拓扑，具有简单对称的电路形式。高频变压器将变换器输入侧和输出侧之间隔离，变换器的每一侧由一个半桥电路与一个电感构成，它可以看成一个同时具有半桥特点和升压或降压变换器特点的混合电路。该变换器拓扑可有多种运行方式，本文对电路工作原理进行了简要介绍。对PWM控制和移相控制两种工作模式进行了阐述，并对移相控制下的软开关特点进行了分析。研制了实验样机，并进行了实验研究。实验结果证实了理论分析的正确性。     

A multicarrier modular photovoltaic grid-connected inverter with a new phase-shift rule

Photovoltaic grid-connected inverters are distributed power generation devices that convert the dc power from solar panels to high-quality ac power at the utility grid interface. Adopting modular design in these systems improves expandability, serviceability, reliability and efficiency. In this paper, the phase-shifted carrier technique, which is normally used in high-power multiconverter schemes, is applied to a modular residential photovoltaic grid-connected inverter to improve the output power quality. First, it is shown, through analysis and simulation, that in the commonly-used grid-connected inverter topology based on the phase-shift modulated full-bridge converter, the well-known rule for the phase-shift between the carrier signals of the adjacent modules is not effective for both odd and even number of modules. Then, a new general rule for the phase-shift is systematically derived and its effectiveness in improving the output power quality for odd and even numbers of modules is verified through simulation.     

基于移相控制的三电平LLC谐振变换器宽电压范围输出的分析与设计

LLC谐振变换器拓扑具有高效率和高功率密度的优势,广泛应用于DC-DC变换器场合。因为传统LLC谐振变换器难以适应宽电压范围输出,采用移相控制拓宽三电平LLC谐振变换器的系统增益范围,减小工作频率范围,提升轻载下的系统效率。移相模式下采用传统基波近似法分析时,系统增益曲线会与实际值偏差较大,分析其原因后,采用时域分析法建立了精确度更高的系统增益曲线,依据时域分析模型,提出了一种三电平LLC谐振变换器电感比(励磁电感与谐振电感的比值)的设计方法。实验结果表明:移相控制将增益范围从0.8~1.0提高到了0.5~1.0,并且采用所提电感比设计方法 ,软开关实现良好。     

级联多电平光伏并网逆变器研究

介绍了采用级联H桥的光伏并网逆变器拓扑结构.调制方式上选择载波相移正弦脉宽调制技术(CPSSPWM),该技术可增加输出电压电平数并使其谐波含量更小.采用电压外环、功率内环的双闭环并网控制策略,电压环可独立控制各单元的直流侧电压,使得每个单元都可跟踪各自的最大功率点(MPP);功率环不仅可控制输出电流的功率因数,而且可平...     

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统的研究与分析

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统拓扑结构由光伏阵列、直流侧串联电容、级联的单相全桥逆变器和隔离变压器构成.由于减少了直流升压环节,拓扑结构更简单,而将直流侧电容相串联则能够减少主电路电流,使用MOSFET 作为开关器件在该拓扑结构中更具优势,MOSFET能够使开关损耗减少,同时在并网逆变环节采用载波移相SPWM调制方式...     

无线电能传输系统三相相移控制逆变器研发

设计一种为无线电能传输系统提供高频交流电的三相相移控制逆变器。该逆变器由三相D类半桥逆变桥组成,其开关管运行于固定的切换频率下,通过调整各相半桥的驱动相位差来调节输出电压,从而实现无线电能传输系统功率的调节。对三相相移逆变器的主要性能,包括相移角与输出电压的关系、相电流、各相零电压切换状态等进行分析,并推导无线电能传输系统在使用相移控制和频率控制下的效率。开发三相的相移逆变器原型机并应用于无线电能传输系统,在两个外边长为90cm、70cm的平面矩形螺旋线圈间传输能量。实验表明当相移角从0°到120°之间调节时,在接收端10Ω电阻负载上接收到的功率从5.2kW到0变化。同时在最大输出功率时测得逆变器直流输入到接收端直流负载的DC-DC最大效率为94%。