双频三相功率因数校正

文中提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成，共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频，决定系统的补偿性能；而另一个工作在低频，主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同，而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频PFC单元采用单周控制方式，对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

新型单周控制软开关Boost-PFC变换器研究

单周控制是一种新型非线性控制策略,能够在一个周期内自动消除稳态和瞬态误差,动态响应快,适宜于PWM控制。该策略应用于PFC控制,能够很好地实现功率校正;开关管在零电压、零电流条件下工作,实现了软开关,因此功率器件开关损耗小。将单周控制和软开关技术一起引入Boost PFC,设计了一种新型单周控制软开关Boost PFC电路拓扑,其电路简单,控制也简单。仿真和实验证明,单周控制结合软开关应用于该新型Boost PFC变换器,实现了控制目标,取得了很好的效果。     

双频三相功率因数校正

提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成,共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频,决定系统的补偿性能;而另一个工作在低频,主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同,而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频 PFC单元采用单周控制方式,对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

单周控制在有源电力滤波器不同拓扑中的应用比较

单周控制有源电力滤波器由于不需要检测电源电压和负载电流,不需要使用乘法器,因而降低了成本,简化了电路结构。近年来,基于单周控制的单相、三相有源电力滤波器已受到广泛关注,在传统控制方法的基础上,很多改进控制方法能够更好地提高其补偿性能。介绍了单周控制在单相、三相有源电力滤波器中应用的各种拓扑和控制策略,并对它们的优缺点及应用场合进行了比较。     

单周控制在有源电力滤波器不同拓扑中的应用比较

单周控制有源电力滤波器由于不需要检测电源电压和负载电流,不需要使用乘法器,因而降低了成本,简化了电路结构.近年来,基于单周控制的单相、三相有源电力滤波器已受到广泛关注,在传统控制方法的基础上,很多改进控制方法能够更好地提高其补偿性能.介绍了单周控制在单相、三相有源电力滤波器中应用的各种拓扑和控制策略,并对它们的优缺点沣及应用场合进行了比较.     

输入电压不平衡时三相PFC整流器改进单周期控制策略研究

三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛重视。当输入不平衡时,三相PFC整流器直流侧输出电压将产生两倍于输入电源频率的脉动,该脉动信号经过传统单周期控制环路作用最终导致变换器输入电流产生较大幅值的三次谐波分量,影响输入电流品质。文章通过详细分析输入不平衡时,单周期控制的三相PFC整流器输入输出特性,提出在传统单周期控制策略中引入谐振控制器,从而可以有效抑制输入不平衡引起的单周期控制的三相PFC整流器输入电流中的三次谐波分量,进而大大改善输入电流品质。本文给出了谐振控制器的设计方法,建立了新的控制策略下的系统传递函数并分析了满足系统稳定性要求的设计准则。最后通过仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于输入不平衡时,改善三相PFC输入电流品质的有效性。     

三相PFC整流器改进单周期控制策略

三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛研究。传统单周期控制策略中,变换器输入电感电流采样直接作为调制信号与载波交割产生PWM信号,因此传统单周期控制策略中的PWM信号可视为通过SPWM方式所获得。在这种调制方法下,三相PFC变换器输出电压较高,直流母线电压利用率较低,不利于降低开关管耐压等级和提高系统效率。本文在分析3P4W系统中的三相四桥臂整流拓扑传统单周期控制策略基础上,提出变革传统单周期控制策略中的调制波波形,将3次谐波注入PWM调制(SAPWM)引入到单周期控制策略中。通过SAPWM调制可降低单周期控制的三相PFC变换器输出电压,提高直流母线电压利用率,进而有利于提高系统效率。改进的单周期控制策略同时可以推广到3P3W系统中的三相三桥臂整流、三相维也纳整流电路。系统仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

单周控制三相三级PFC整流器

提出了在三相三级整流器的二极管反并联全控型电力电子开关元件,用单周控制实现脉宽调制PWM控制,对升压式(Boost)功率因数校正(PFC)拓扑电路的分析,表明在无逆变的要求下,只需对下桥臂或上桥臂各相全控型开关元件,进行断续导通控制,便可达到功率因数接近1,实现交流进线正弦电流的目的,文中利用了Matlab/Simulink软件,对上述三相三级整流器PFC电路用单周控制进行了建模和仿真,得出了预期的结果,证明在原理上是可行的。     

单周控制三相PFC中积分时间常数的影响

单周控制作为一种新型的控制方式被广泛应用于各种三相功率因数校正(PFC)电路的控制中。由于单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现，模拟电路积分时间常数易受电路参数的变化而变化。本文对单周控制三相六开关全桥PFC的三个积分器实现方案和单个积分器实现方案中时间常数的变化进行了分析，分析结果表明：积分时间常数变化时，三个积分器实现方案会在相电流中引入直流分量，并引起电流畸变；而在单个积分器实现方案中，可以自动抑制直流分量的产生。同时分析了积分时间常数与系统稳定性和电压应力之间的关系，提出了确定积分时间常数的原则。实验结果证明了理论分析的正确性。     

三相有源PFC技术的发展及其新电路拓扑

叙述了PFC技术在电力电子装置的重要性，介绍了几种经典的三相PFC电路拓扑及其控制技术，给出了比较实用的三相双开关PFC电路拓扑及其控制原理。     

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。     

三相三开关部分有源功率因数校正电路的研究

三相交流电源供电的较大功率变频空调的广泛应用,带来了三相整流器的功率校正问题.根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同.提出了两种结合有源PFC技术和无源PFC技术的Buck型混合三相有源部分PFC方案.在对其工作原理进行简要分析的基础上,进行了实验研究,所得结果验证了提出的三相部分PFC具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足IEC61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98,效率高达0.98.     

数字化三相功率因数校正（PFC）技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频PWM整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字功率因数校正电路、三相双开关数字功率因数校正电路、三相三开关数字功率因数校正电路、三相六管高频整流电路以及三相三电平数字化高功率因数整流器的总体数字控制方案。在此基础上,指出了数字化三相高功率因数整流器的发展趋势。     

双三相异步电动机的建模和仿真研究

提出了一种双三相异步电动机的建模新方法。基于磁动势和功率不变的原则,构建了一套等效的三相绕组。应用成熟的三相异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型,建立了双三相异步电动机在α-β坐标系上的数学模型和基于Simulink的仿真模型。设计制作了一台4极、1.1kW的双三相异步电动机并进行了仿真和试验对比研究。结果表明,仿真结果与试验结果吻合,两者间的最大误差在2%以下。这种基于绕组变换的建模方法是正确有效的。     

三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究

针对对称分量法实现三相逆变器在不平衡负载下输出电压的正、负、零序分量补偿,以维持三相输出电压的平衡,该方法在三相负载严重不平衡时,其不平衡度仍然较大,且运算量大,适时性差,不易控制等问题.本文提出了一种三相逆变电源的输出电压分相控制的方法,分别对三相逆变器输出的线电压进行控制,以实现三相电压的平衡.理论和仿真分析表明,该方法能够使三相最大不平衡度从传统对称分量法的5.49％降到1％左右,在负载不平衡度达到200％的情况下,三相电压输出也能适时、稳定、可靠的达到平衡,有效地补偿因不平衡负载引起的逆变器输出电压畸变,从而保证逆变器在带任意不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压.     

Single real transformation matrices applied to double three-phase transmission lines

Single real transformation matrices are tested as phase-mode transformation matrices of typical symmetrical systems with double three-phase and two parallel double three-phase transmission lines. These single real transformation matrices are achieved from eigenvector matrices of the mentioned systems and they are based on Clarke's matrix. Using linear combinations of the Clarke's matrix elements, the techniques applied to the single three-phase lines are extended to systems with 6 or 12 phase conductors. For transposed double three-phase lines, phase Z and Y matrices are changed into diagonal matrices in mode domain. Considering non-transposed cases of double three-phase lines, the results are not exact and the error analyses are performed using the exact eigenvalues. In case of two parallel double three-phase lines, the exact single real transformation matrix has not been obtained yet. Searching for this exact matrix, the analyses are based on a single homopolar reference. For all analyses in this paper, the homopolar mode is used as the only homopolar reference for all phase conductors of the studied system.     

低压配电系统三相负荷不平衡对线损的影响及防控措施

针对低压配电系统三相负荷不平衡会造成线损增加的问题,从3个方面分析低压三相负荷不平衡对线损的影响,并利用实例进行计算验证,提出防止三相负荷不平衡的措施.     

台区三相不平衡运行监测和治理分析

从当前台区三相不平衡监测和治理问题出发,开展了台区三相不平衡产生的根源及其对台区线损的影响分析。随后,针对台区三相不平衡监测,分析了仅关注配电变压器低压出口三相不平衡度和电量不平衡度2个常见做法存在的不足,并通过构建典型场景,测算了2个监测误区在反映台区线损率上的影响。针对各地常采用的三相不平衡集中补偿措施,分析了其在补偿三相不平衡度、降低损耗方面的局限性,并通过典型配电变压器和配电线路阻抗分析进行了验证。最后,针对上述分析的问题,提出了针对性的建议措施,为电网企业、配电网运营商开展低压电网三相平衡监测和治理提供了思路和参考。     

解耦-补偿牛顿型三相潮流

首次将三相潮流计算中三相约束条件转化为单相正序约束条件，不仅简化了分析，而且 为直接采用单相潮流算法铺平了道路。将性能良好的牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法与电力 网元件的三相解耦或三相解耦-补偿模型结合，形成了性能优良的解耦-补偿牛顿型三相潮 流算法——即解耦-补偿牛顿-拉夫逊法和解耦-补偿P-Q分解法。提出的三相潮流算法 不仅适合于不对称三相电力系统正常运行方式的分析，而且也适合于不对称三相电力系统非 正常运行方式，如稳态单相断线或开路的分析。算例表明，两种方法具有良好的收敛特性和 快速的计算速度，且非常适于并行计算。     

四相线路参数及其输电系统兼容问题研究

讨论了导线任意排列的四相输电线路的换位原则与参数计算方法和四相输电线路与现有三相系统的兼容问题。各相导线任意排列的四相输电线路采用滚动换位的方法,能够保证各相参数达到平衡。通过计算四相线路的相间几何均距,可得到与三相线路完全一致的四相线路电感、电容参数计算公式。由于三相变四相变压器在变相的同时也可以变压,可减小四相与三相混合输电系统的兼容成本。多回四相线路参数的平衡特性优于多回三相线路,四相输电适用于多回同杆并架输电线路的大容量输电工程。