开关磁阻电机功率变换器综述

开关磁阻电机(SRM)具有坚固耐用、功率密度高、调速范围广、起动转矩大等一系列优点,然而关于其功率变换器的研究较少。结合国内外文献,分析不对称半桥功率变换器、公共开关型功率变换器、裂相型功率变换器以及三开关型功率变换器等传统功率变换器的结构特点;对比了传统变换器的优缺点,在此基础上分析了几类新型功率变换器拓扑结构以及电流电压转换关系,并概述了功率变换器未来发展趋势,为功率变换器发展提供参考。     

轻型功率变换器拓扑结构及其控制技术综述

首先概述了一般意义的功率变换器类型和常规开关型功率变换器拓扑结构。在检索国内外大量文献的基础上,首次提出轻型功率变换器的概念,并总结了业已提出的轻型功率变换器结构和控制方法,即矩阵变换器、减小直流电容的单PWM功率变换器、减小直流电容的双PWM型功率变换器、无直流电容的单PWM型功率变换器、无直流电容的双PWM型功率变换器等5大类。把针对常规功率变换器改进而设计的各种拓扑结构及其控制技术统一起来,以理想功率变换器作为这类装置的研究目标,具有理论和应用指导意义。     

光伏中压直流变换器串联系统控制策略研究

针对光伏中压直流变换器串联系统中光伏发电单元功率失配导致的变换器输出过电压及功率损失问题,分析了光伏直流变换器串联系统运行特性,推导了限电压控制下串联系统光伏功率损失与光伏发电单元功率不均衡度及变换器输出电压限幅值之间的关系;提出了改进型Boost全桥隔离功率模块拓扑及其调制策略,基于功率模块输入并联输出串联形成模块级联型直流变换器,通过占空比灵活调节,实现直流变换器宽输出电压范围运行,解决直流变换器调压能力不足导致的功率损失问题;针对光伏直流变换器串联系统复杂运行工况,提出了串联系统直流变换器自适应电压分段式控制策略,实现了串联系统直流变换器多模式自适应稳定运行。研制了3kV/80kW功率模块及20kV/500kW光伏中压直流变换器,基于3台直流变换器输出串联实现了光伏中压直流变换器串联升压并网系统实证应用,现场实验结果验证了所提直流变换器拓扑方案的可行性与控制策略的有效性。     

超高频功率变换器研究综述

随着电力电子技术的不断发展,超高频(30~300 MHz)功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积,极大地提高系统的功率密度。但是极高的开关频率对系统的开关特性、拓扑特性以及控制特性均提出了更高的要求。该文从超高频功率变换器的发展背景入手,概述了超高频功率变换器的发展现状。介绍并比较了目前超高频功率变换器的主要拓扑,同时讨论分析了适用于超高频功率变换器的谐振驱动方式以及控制方法。为超高频功率变换器的后续研究提供了参考。     

开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究

介绍了开关磁阻电机各种功率变换器的拓扑结构 ,并且对其基本结构特点和性能做了比较 ,为设计功率变换器提供了选择依据 ,各种不同的功率变换器适合不同的工作情况。文章还简单说明了设计功率变换器主要的要求和依据 ,以及如何选择主开关器件     

开关磁阻电动机新型功率变换器及仿真分析

提出了一种通过ＤＣ／ＤＣ变换器以在磁阻电动机绕组放电电流进行回馈的新型功率变换器,详细分析了其对系统性能的影响,并与传统的功率变换器作了比较,仿真计算了每种功率变换器下的系统输出电流及转矩波形,证实了该功率变换器对提高系统输出功率、减小转矩波动的有效性。     

基于费用最优的功率变换器可靠性分配方法*

在功率变换器的实际生产应用的时候费用优化是不得不考虑的一个关键因素。提出了一种费用最优函数来对功率变换器的可靠性进行分配,此费用函数可以使得在功率变换器可靠性到达目标要求的前提下实现费用的最优化,而且针对功率变换器将可靠性分配转化为对失效率进行分配。最后采用Buck变换器进行实施分析,结果表明此方法有效可行。     

四相开关磁阻电机新型T型功率变换器研究

为了扩大四相开关磁阻电机(SRM)驱动系统的输出功率范围,提出了一种新型不对称T型功率变换器。该功率变换器由改进的T型功率变换器和辅助电路构成:T型变换器为多电平电路,可使得电机绕组在多种模式下工作,控制灵活;辅助电路能够使直流侧分压电容在实现直流侧电压钳位的同时用作电机相电流上升及下降期间的电压抬升。对电机不同运行模式进行了详细分析,并对比了所提T型功率变换器与二极管中性点钳位(NPC)功率变换器的效率及成本。对SRM系统进行了仿真研究,结果表明所提新型T型功率变换器可提升SRM系统的转速及功率输出能力,提高系统整体效率,适用于电机高速运行场合。     

基于双输入／双输出变换器的三端口变换器拓扑

从端口功率流动的角度揭示三端口变换器的拓扑构成和运行机理,由此提出组合式三端口和集成三端口变换器拓扑族的系统生成方法。从构造三端口变换器所需功率流为切入点,与双输入变换器和双输出变换器比较,并构造新的可控功率通路,得到了一系列三端口变换器拓扑并给出拓扑生成方法。给出由典型的Buck、Boost和Buck／Boost生成三端口变换器的拓扑实例,进行分析和实验验证。     

基于扩展移相控制的双向有源桥变换器回流功率优化

为了更好地将分布式电源与负荷接入直流配电网,并提升功率传输效率,针对双向有源桥(dualactivebridge,DAB)变换器的运行控制,研究其回流功率的优化控制技术策略。建立基于扩展移相控制的DAB变换器的传输功率与回流功率数学模型,详细阐述回流功率的产生机理,在传输功率特性中引入电路的回流功率特性。其次,分析不同电压转换比下,回流功率与传输功率的耦合关系,提出DAB变换器的回流功率最优控制模型。搭建DAB变换器的实验样机,分析最优回流功率控制下的变换器工作特性,对比研究不同控制策略下DAB内部的回流功率,验证了所提回流功率最优控制模型的有效性。     

双向直流隔离变换器功率回流的分析及消除

双向隔离全桥DC-DC变换器在直流微网等场合被广泛应用,传统单移相和双重移相控制使得变换器中出现功率回流现象。为消除双向变换器的回流功率,提出一种电感电流过零控制策略。建立双向变换器的功率传输模型,分析电感电流过零控制原理和变换器的工作状态,并设计电感电流过零控制系统。基于FPGA搭建硬件实验平台,验证了所提控制策略消除回流功率的有效性。     

经济型储能变换器及其在微电网中的应用

提出一种适用于微电网的经济型储能并网变换器拓扑,功率元件数目和功率等级要求进一步降低,且能兼顾储能电压较低的特点,并对其工作原理及定功率控制方法进行了介绍。建立了包含经济型储能变换器的微电网模型,并通过仿真证明了该变换器对微电网电压和频率稳定性的支撑作用,通过实验证明了该变换器定功率控制的有效性。     

链式储能系统电池侧二次脉动功率的抑制方法

链式变换器的电路结构适合应用于电池储能领域,然而单相变换器的本质决定了电池组与电网能量交换时有二次脉动功率,这将危害电池组的寿命。为了抑制传统链式储能系统电池侧的二次脉动功率,在电池与链式变换器之间插入一级双向升降压变换器,构成双级链式变换器。本文对比分析了传统单级链式与双级链式变换器在电池侧的功率脉动情况,提出双级链式变换器的控制策略,通过控制中间直流电容的电压纹波缓冲电池侧的功率脉动。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究

介绍了开关磁阻电机各种功率变换器的拓扑结构，并且对其基本结构特点和性能做了比较，为设计功率变换器提供了选择依据，各种不同的功率变换器适合不同的工作情况。文章还简单说明了设计功率变换器主要的要求和依据，以及如何选择主开关器件。     

具有精确限压限流功能的光伏发电最大功率点跟踪变换器控制方法

光伏变换器通常采用两级变换器级联工作,一级实现光伏发电的最大功率跟踪,另一级实现输出的精确稳 压和限流,这将导致系统成本升高、可靠性降低、发电效率降低、光伏利用效率降低.针对光伏变换器提出一种具有 精确限压限流功能的光伏发电最大功率点跟踪变换器的控制策略,在一级DC/DC变换器功率电路的基础上,将电压 控制、电流控制和最大功率跟踪控制３种控制模式有机结合,实现在最大功率跟踪条件下输出的精确限压和限流.     

基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器动态建模与最小回流功率控制

通过分析双重移相控制下双向全桥DC-DC变换器的软开关约束条件及功率传输特性,提出了满足软开关条件的基于最小回流功率的双重移相控制策略,建立了双重移相控制下变换器的动态小信号模型。最后,通过实验样机,分析了基于最小回流功率双重移相控制策略的变换器动态和稳态特性,对动态模型和最小回流功率控制策略进行了验证。实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

阶梯波合成技术级联多电平变换器功率均衡策略

本文研究了采用阶梯波合成策略级联型多电平变换器功率均衡问题。指出该变换器功率不均衡时会导致变换器输出电压谐波含量增加。为实现变换器功率均衡，本文提出了两种功率均衡策略，有功功率均衡法和循环脉冲功率均衡法。详细分析了两种均衡策略的特点，并指出其适用场合，通过仿真和实验验证了分析结果的正确性。     

基于改进SVPWM策略的双直流端口整流器功率分配方法

研究了一种三相三端口AC-DC变换器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略及功率分配方法,可用作独立新能源供电系统中的接口变换器。该变换器通过蓄电池与新能源装置的协调配合,可以平衡新能源装置固有的功率波动。变换器拓扑形式与传统T形三电平AC-DC变换器类似,分离出直流侧的一个分压电容作为蓄电池端口,交流侧与直流输出、蓄电池端口之间均为单级功率变换。沿用传统SVPWM策略,分析得到不对称三电平工况下的改进型SVPWM策略。通过分析开关矢量对应的功率流向,说明调节矢量作用时间可以实现2个直流端口的功率分配,并得到功率分配的闭环控制方式。对变换器的功率调节范围、电感电流纹波、功率密度等特性进行了详细分析。仿真结果验证了理论分析的正确性和变换器在效率方面的优势。     

宽负载范围超高频功率变换技术：谐振参数设计与匹配网络构建

随着电力电子技术的不断发展,超高频（30～300MHz）功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积,极大地提高系统的功率密度。传统的研究主要针对固定负载进行逆变器的参数设计,且基于此方法设计的变换器参数敏感度很高,然而实际场景下逆变器的负载会在一个宽范围内变化,这就对超高频变换系统的高效运行提出了挑战。该文主要针对这种宽负载超高频变换系统的谐振参数与匹配网络进行综述,介绍并比较目前超高频功率变换器的参数设计方法,同时讨论分析适用于超高频功率变换器的阻抗变换与压缩网络结构,为宽负载范围超高频功率变换器高效运行的后续研究提供理论参考。     

基于单侧PWM加移相控制的DAB变换器优化控制策略

双有源桥DC-DC变换器(DAB)在电能变换场合应用良多,但是功率回流问题一直亟待解决.为了实现DAB变换器的功率回流特性优化,同时简化控制过程,基于DAB变换器的载波移相控制原理提出了一种单侧PWM加移相控制策略,分析了DAB变换器的功率特性和实现软开关条件下回流功率最小的条件.实验验证了提出的单侧PWM加移相控制策...