一种有源谐波抑制的18脉波整流器仿真（英文）

为消除大功率整流系统的谐波污染,提出了一种有源谐波抑制的18脉波整流器。整流器的3个二极管整流桥的输出分别与3个boost变流器级联。与传统的三相有源功率因数校正技术不同的是,18脉波整流桥通过控制其输出电流(即boost变流器输入电流)近似三角波来使交流侧的输入电流近似正弦波。分析了整流器的输入输出电流特性,并对有源谐波抑制的电流调制策略进行了详细的研究。利用Matlab/Simulink进行了仿真验证,结果表明,所提出的电路拓扑能够获得正弦输入电流,电能质量明显改善,证明了理论分析的正确性。     

一种基于直流侧有源注入的12脉波之字形自耦变压整流器

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力,提出了一种基于直流侧有源补偿策略的之字形自耦变压整流器.通过控制小容量电流逆变器产生补偿电流,并将补偿电流直接注入到系统的直流侧使整流器输入电流近似为正弦波.使用之字形自耦变压器作为移相变压器以阻断零序电流成分,降低整流系统的等效容量.研究网侧电流谐波畸变率随负载的变化规律表明,在各种负载条件下,补偿后的整流系统谐波含量显著降低.所提出的有源注入整流系统的网侧电流谐波含量仅为1.17％,且具有较低的等效容量.     

一种基于直流侧有源注入的12脉波之字形自耦变压整流器（英文）

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力,提出了一种基于直流侧有源补偿策略的之字形自耦变压整流器。通过控制小容量电流逆变器产生补偿电流,并将补偿电流直接注入到系统的直流侧使整流器输入电流近似为正弦波。使用之字形自耦变压器作为移相变压器以阻断零序电流成分,降低整流系统的等效容量。研究网侧电流谐波畸变率随负载的变化规律表明,在各种负载条件下,补偿后的整流系统谐波含量显著降低。所提出的有源注入整流系统的网侧电流谐波含量仅为1.17%,且具有较低的等效容量。     

输入电压不平衡时的18脉冲自耦变压整流器分析

本文详细的分析了输入电压不平衡对18脉冲自耦变压整流器(ATRU)的输出电压、输入电流的影响。讨论通过在整流器输出侧增加合适的滤波电感以抑制输入电压不平衡所引起的输入谐波电流,并给出了滤波电感设计方法。研制了一台5k W的演示样机。实验结果表明,所提出的谐波抑制方法和设计电感有效抑制了三相输入电压不平衡对18脉冲自耦变压整流器造成的影响。     

基于LCL滤波器的谐波抑制型能量回馈器的研究

针对LCL滤波器存在谐振尖锋的问题,在电流单环控制的基础上加入了有源阻尼电流环,讨论分析了逆变器侧电流环和有源阻尼电流环的电流双闭环控制方法.在电网电压具有较高的谐波干扰下,电流双环控制不能完全抑制因扰动引起的电流谐波,故提出了重复控制器与电流双闭环结合的复合控制技术.分别从系统的稳定性、扰动抑制性、收敛性和稳态误差特性几个方面对复合控制技术进行了讨论和分析.基于Matlab/Simulink平台建立了LCL型能量回馈器逆变系统的仿真模型,进行了关键参数的调试,并对输出电流谐波含量和电网电压有谐波干扰时输出电流波形的谐波含量进行了对比.研究结果表明,基于重复控制和电流双环控制的复合控制技术的能量回馈器输出的电流谐波含量更低,对外部干扰的抑制能力更好.     

不同类型电动汽车充电站的谐波抑制方法研究

针对不同类型电动汽车充电站的谐波问题,对不同类型电动汽车充电站的谐波抑制方法进行了研究,首先对电动汽车充电站谐波的产生原因进行了分析,然后通过PSCAD电力系统仿真软件分析了主流车载、非车载充电机产生的谐波情况,并研究了多台谐波含量高的非车载充电机共同作用时的谐波特点。针对非车载充电机存在的谐波问题,对改进整流环节主动治理和加入滤波器集中治理两类方法进行了研究。对增加不控整流脉波数、采用PWM整流方法的主动治理方法以及加入并联有源滤波装置的集中治理方法进行了仿真分析。比较了几种方法在仿真中的谐波治理效果,对治理效果好的并联有源滤波器方案进行了模拟负载试验。研究结果表明:并联型有源滤波器能够实时检测电动汽车充电站中谐波电流的变化,并输出补偿电流跟踪检测出的谐波电流;当充电站中谐波电流发生突变时,可以在几个工频周期内完成补偿,可以将谐波含量降低到2.73%,各次谐波含量中最高仅为0.69%,有效将谐波含量降低到国家标准之下。     

电流型阻抗源升压整流器

自Z源网络提出以来,阻抗源变流器得到了广泛的研究和应用,但大多是针对电压型及逆变器的。选择电流型准Z源整流器作为研究对象,在传统控制策略中加入了阻抗源电感电流的前馈控制和有源阻尼控制,得到了更高的输出范围和更好的输出波形,并通过仿真验证了控制策略的正确性。设计了1台1 kW量级的样机并进行实验验证。     

有源电力滤波器数字控制系统的研究

对有源电力滤波器全数字化控制系统的总体方案进行了设计,并联电压型三相有源电力滤波器主电路直流侧电容电压保持恒定,同时输出电流跟踪指令电流信号,详细设计了过零同步信号产生电路,并且利用PWM控制信号直接控制开关器件的导通与关断.谐波电流检测采用了瞬时无功功率理论的检测方法.最后用Matlab对有源电力系统搭建了模型并且进行了仿真,仿真结果验证了谐波电流检测方法的有效性及控制方案的可行性,可以更好地实现动态抑制谐波和无功补偿,并且整体设计精简了外设,能实现更多的控制算法.     

一种带前馈的双闭环APFC控制方法

为了提高传统功率因数校正(PFC)数字控制的稳态性能、动态响应和功率因数,降低输入电流谐波畸变,提出了一种带前馈的双闭环有源功率因数校正(APFC)控制方法.首先,建立了Boost PFC控制系统的小信号模型,推导出了系统传递函数;然后,估算出了Boost拓扑结构主要器件的参数值.通过前馈的作用,系统可以快速响应调整输入电压的变化,利用电压环和电流环实现对输入电流和输出电压的调节.Simulink建模仿真表明:该方法能够在输入电压波动较大的情况下有效地稳定控制输出电压,提高系统的动态响应能力和输入功率因数,减小输入电流谐波畸变.     

高频混合型有源电力滤波器的研究

针对无源电力滤波器滤波效果差、易与其他无源设备或电网发生谐振等问题,提出了一种可采用功率MOSFET的高频混合型有源电力滤波解决方案。在现有的无源滤波系统基础上,另加入一条单调谐并联混合型有源电力滤波器支路,使其有针对性的滤除11次基波频率及以上的高频谐波电流分量。根据滤波系统的基本工作原理,推导出电网和混合支路的谐波电流增益,详细分析了有源滤波器的谐波电流增益对谐波分流和抑制效果的影响,并对控制系统进行了分析设计。对所提出的方案进行了仿真研究,并进行了样机实验。研究结果表明,该方案可以明显改善整个系统的滤波效果,滤波频带宽、谐振抑制效果好,并且系统有源部分容量小。     

三相电压型整流器SVPWM控制简化算法研究

提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法。该算法采用输入电压空间矢量定向,合成所需参考电压,结合直接电流控制的方法进行电流跟踪控制,提高了整流器的整体性能,实现了单位功率因数整流。     

A type of inverter power supply based on harmonic elimination PWM control

In order to output sine wave with small degree of distortion and improve stability,a type of inverter power supply is designed based on harmonic elimination pulse-width modulation(PWM)control.The rectifier and filter are added to input circuit of the inverter.Single-phrase full-bridge inverter performs the function of converting direct current into alternating current(DC/AC).In the control circuit,single chip micyoco(SCM)AT89C2051 is used for main control chip to accomplish the hardware design of the control system.A given value of output frequency of the inverter is input in the way of coding.According to the output frequency code which is read,SCM AT89C2051 defined harmonic elimination PWM control data which will be selected.Through internal timing control,the switches are switched under this provision of PWM control data.Then the driving signals of the switches in the inverter are output from I/O of SCM AT89C2051 to realize harmonic elimination PWM control.The results show that adding Newton homotopic algorithm of harmonic elimination PWM control to corresponding software of the control system can make the quality of output voltage of the inverter higher and it will have broad application prospects.     

利用交流升压方法抑制弧焊逆变电源的输入电流谐波

传统的逆变焊接电源的输入电流含有丰富的谐波分量。将大功率谐波抑制技术引入焊接逆变电源,首次提出一种交流压方式的三相功率因数校正电路。这种电路将升压电感放在整流器的交流侧,与3个星形接法的双向功率开关一起构成交流升压电路。对交流升压方式的三相功率因数校正电路进行了谐波抑制性能的理论分析,并通过计算机仿真和硬件试验,表明这种电路很容易实现总谐波畸变率小于5%的谐波抑制效果。     

基于双PWM的兆瓦级风电机组并网控制策略的研究

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,根据三相电压型PWM整流器开关函数的数学模型,本文提出了基于背靠背双PWM变流器的风力发电机组的并网控制策略,建立了该策略的等效电路模型,并重点研究了基于直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器的控制策略。通过对该并网控制策略的等效电路进行仿真分析,网侧输出的三相交流相电流的总谐波畸变率仅为3.64%,电流波形正弦度良好,验证了该并网控制策略的可行性。     

基于DSP的数字电力有源滤波器设计与仿真

近年来配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉等负荷不断增加,这些负荷的非线性、冲击性及不平衡的用电特性是电力系统的电压、电流波形发生畸变,甚至引起电压波动、闪变和三相不平衡,对供电质量造成了严重的影响,因此消除电网中的谐波污染已经成为电能质量研究中的一个重要课题。有源滤波器（APF）的控制器是APF的关键部分,决定了APF的性能指标和补偿效果。控制器分别实现了谐波指令电流提取,谐波指令电流输出控制。文中将通过系统仿真验证控制器设计的可行性。     

基于STC系列单片机的车载逆变电源

针对传统逆变电源启动困难的问题,对控制策略进行了改进,设计了一款以单片机STC12C5A60S2为主控芯片的两级式级联车载逆变电源。该电源以12 V直流电压为输入,通过升压与逆变两个功率变换环节得到了220 V,50 Hz的正弦交流电。在升压环节,采用直流母线电压负反馈,确保了直流母线电压的稳定性;在逆变环节,采用正弦脉宽调制(SPWM)技术,将输出电压的谐波畸变率(THD)降低到了5%以内。此外还对电池电压检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路、桥臂短路保护电路进行了设计,并研制了实验样机。研究结果表明,采用逆变电路先触发升压电路后触发、根据输出电压实时更新占空比的控制策略,该逆变电源能够顺利启动,稳压特性良好,为以后逆变电源的优化设计提供了参考。     

基于单神经元自适应的 PWM 整流器控制方法研究

针对 PWM 整流器在传统双 PI 控制中存在非线性、高次谐波和抗扰性差等缺点,以三相电压型 PWM 整流器为研究对象,提出了一种单神经元自适应 PID 与传统 PI 复合的新型控制策略。以电压外环误差限作为调节器切换依据,在误差限值以上利用神经元自学习、自整定算法输出动态可变的 PID 参数调节电压,在误差限值以下采用 PI 调节器快速减小静差,同时在电流内环引入前馈解耦策略实现电压、电流双闭环控制。对系统进行了仿真实验,结果表明这种控制方法能有效改善电压的抗扰性和电流的跟随性,提升电能质量并减小谐波污染,系统动静态性能良好。     

用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源

介绍了一种将电流脉冲的电塑性效应应用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源系统。电源初级储能环节采用常规三相桥式整流和LC滤波;中间二次储能电路采用Buck变换器,利用全控型功率开关器件IGBT调节电热电容的充电电压,进而控制输出脉冲电流的幅值;而窄脉冲的形成则由电热电容、输出回路电感和等效负载电阻决定,由高频晶闸管进行控制。电源输出脉冲电流的频率和幅值可实时调节、数字显示。运行及测试结果表明,电源系统工作稳定,脉冲电流幅值和频率调节方便,控制准确。     

基于矩阵式变换器的多驱动混合电气传动系统研究

提出了一种适合全电动战车的基于矩阵式变换器的多驱动混合电气控制系统,该系统由一个矩阵式的整流单元、多个逆变单元和其它单元组成;矩阵式的高频整流可以获得单位输入功率因数的输入电流,多个单元接在同一直流母线上,可以同时驱动和控制多路负载,在多个逆变单元中采用空间矢量调制,可以获得不同频率和幅值的PWM正弦输出电压;直流母线上还有蓄电池组,作为发电机故障时提供逆变用的直流电源。这个系统具有多驱动、体积小、集成度高、单位输入功率因数、输出多路可调和对主动力系统要求低的优点,适合车辆的全电动化,提高车辆的机动能力,仿真实验结果证实了所提出理论的正确性。