串联型H桥级联多电平电压扰动发生器

提出了一种串联型H桥级联多电平电压质量扰动发生器主电路拓扑,由低频级联H桥和高频H桥模块构成。该拓扑是一种混合串联型结构,系统电源提供大部分基波功率,低频H桥逆变器只输出基波和低频波动闪变波形,高频模块输出所有谐波电压波形,从而实现电压扰动解耦控制,保证电压扰动的精度和响应速度。利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现级联H桥逆变器的载波移相控制,同时完成对谐波模块的独立控制。制作了一套单相低压实验样机进行实验分析,实验结果表明主电路拓扑及控制策略能够良好地实现可控电压质量扰动发生。     

基于多重三电平桥结构的静止无功发生器

针对一般电压源逆变器拓扑在静止无功发生器(SVG)逆变电路中输出电压质量的不足,提出了一种多重三电平桥结构.采用瞬时无功功率理论,分析了基于该拓扑结构的静止无功发生器实现无功功率控制的等效电路及工作原理.并设计了一种基于电流直接控制的控制方法,采用双闭环反馈控制策略.通过三角波比较方式的脉冲宽度调制技术对电流波形的瞬时值进行控制.经过对系统主电路进行仿真分析.获得了较高的逆变器输出电压质量和准确的三相无功指令电流,同时得到了补偿后网侧电压和电流的波形,电压和电流基本同相位,实现了对无功功率的有效补偿.     

单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路研究

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题.本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形.该电路拓扑中有源功率解耦电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在输出滤波电容上叠加直流电压和低频偶次谐波电压实现逆变器功率解耦,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径.理论和实验结果验证了这种方法的有效性和可行性.     

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论。该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和四种电路模态,通过三种工作模式的灵活切换达到限定储能电感电流和缓冲电容电压等状态量的目的,通过前馈储能电感电流和反馈输出电压的复合单周期控制实现输出正弦电压的稳定。1 kVA 100 V DC/220 V 50 Hz AC逆变器的原理实验结果表明,所提出逆变器能实现单级升压逆变,具有输出电压波形质量高、负载适应能力强和动态性能好的优点。     

新颖的单级双向反激式高频环节逆变器

提出单级双向反激式高频环节逆变器电路拓扑及其Buck型有源箝位电路,并对这种逆变器的电路拓扑、电压瞬时值反馈控制策略、稳态原理特性、Buck型有源箝位电路和关键电路参数设计准则等进行深入的分析研究。这种逆变器电路拓扑是由输出低频正、负半周的单极性脉宽调制电流波且共用输入、输出滤波器的两个相同的双向Flyback直流变换器以输入端并联、输出端反向串联构成。采用所提出的电路拓扑,设计并研制成功的750 VA 48 VDC/220 V 50 Hz AC逆变器样机具有电路拓扑简洁、单级功率变换、变换效率高、控制简单、有源箝位性能良好等优良性能。     

一种单相和三相基准正弦波发生器

１　前　言基准正弦波作为瞬时电压反馈控制逆变器的电压给定信号,波形质量直接影响到逆变器输出正弦波的幅值、频率及失真度,因此要求基准正弦波发生电路能提供稳定度高、失真度小并且幅值可调的正弦波形。现有的基准正弦波发生器多采用ＥＰＲＯＭ计数器生成,电路成本相对较高。本文研究了一种采用４０１８可预置１／Ｎ计数器构成的单相和三相基准正弦波发生器电路,讨论了电路工作原理和参数设计,给出了实验结果。２　单相基准正弦波发生器单相基准正弦波发生器电路由振荡分频、阶梯波合成和有源滤波电路三部分构成,如图１所示。振荡…     

反激式光伏并网微型逆变器功率解耦控制

针对微型光伏并网逆变器体积小、效率高的要求,研究了反激式光伏并网微型逆变器的电路拓扑及其工作模态,加入了有源钳位吸收电路,并设计了一种功率解耦技术实现对直流侧功率波动的抑制。仿真与实验均搭建了1台额定功率为100 W,输入电压31 V,并网电压220 V/50 Hz的模型。仿真与实验结果表明,该微型逆变器可以可靠实现有源钳位技术,漏感能量吸收效果明显,功率解耦控制有效,达到预期目标。     

级联混合型有源电力滤波器的仿真研究

高电压等级电力系统中,大容量有源电力滤波器的谐波抑制性能主要受主电路开关器件耐压水平和工作频率的限制.提出一种由有源级联多电平逆变器和无源单调谐滤波器构成的混合型有源电力滤波器主电路拓扑结构以及该混合型装置主要参数的设计方法.由于无源滤波器的存在,稳态运行时,可以大幅降低有源部分的容量和耐压水平,同时分析了该混合型装置绝大多数基波电压由无源部分承担的原因.此外,有源部分级联结构的应用可以降低单个开关器件的耐压水平,获得较高的等效输出频率.对级联混合型有源电力滤波器主电路及其控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提方案的特点以及良好的补偿效果.     

电网电压不平衡下燃料电池并网逆变器功率控制

基于参考指令变更的三相并网逆变器功率控制方法,通过调节影响功率波动的参考指令内的谐波分量可以实现逆变器电流质量和功率波动间协调控制,但不能实现三相电压不平衡下负序交流分量的无静差调整。针对此问题,提出了三相电压不平衡下燃料电池三相并网逆变器功率控制方法,构建了燃料电池三相并网逆变器电路拓扑结构。在此基础上采用无锁相环直接功率控制方法,采用全通滤波器对并网逆变器电路中的电压和电流基波分量进行90°相移,消除2倍频的负序交流分量,实现并网逆变器有功功率和无功功率的有效控制。仿真结果证明,所提方法控制的并网逆变器进网电流谐波含量为0.33%,输出电流正弦度较高,电网电压不平衡状态下仍能坚持对电流进行控制。该方法功率控制效果好,具有较强的安全性。     

组合式Buck-Boost逆变器的一种新颖控制方法

传统Buck-Boost变换电路只能进行DC/DC变换,不能输出交流正弦电压,本文针对组合式Buck-Boost逆变器主电路拓扑,提出了一种新颖的控制方法,该方法能够有效控制主电路输出正弦脉宽调制的电压波形。最后,基于组合式Buck-Boost逆变器主电路,进行了该控制方法的MATLAB/SIMULINK仿真,并以DSPIC30F单片机为控制核心,搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了该控制方法的有效性和可行性。     

基于输入串联输出并联的列车充电机研究

介绍了国内高速动车组列车充电机基本原理。在输入电压更高的城轨列车充电机领域,设计了采用输入串联输出并联主电路拓扑的列车充电机。首先以两个功率模块为基础,分析了主电路工作原理,采用电压环和均压环相结合的方式进行闭环控制,实现两个模块输入电压稳定、输出电流均分。其次,搭建Matlab仿真电路进行主电路波形仿真。最后,试制了实物样机进行试验验证,表明了基于输入串联输出并联的列车充电机的设计可行性和可靠性,促进了铁路列车领域充电机产品多样化。     

小功率车载逆变电源的设计

介绍了一个小功率车载逆变电源。主电路采用DC／DC变换器和DC／AC逆变器两级结构,逆变器部分选择移相控制方式,移相控制信号用单片机软件产生,样机的驱动和输出电压波形表明完全实现了移相控制,具有电路简单、体积小、重量轻、使用方便等优点。     

基于Simulink的单相光伏并网逆变器仿真研究

针对光伏电池输出电压范围宽的特点,提出了一种准两级主电路拓扑的单相光伏并网逆变器方案,并建立了基于Simulink的,包括光伏电池模型在内的光伏发电系统仿真模型。仿真结果表明,系统采用的改进变步长扰动观察法,可有效减小最大功率点跟踪时的振荡;无差拍控制保证并网输送的电能质量高;有源频率漂移法能快速、有效地实现孤岛保护。仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机开发提供了很好的仿真基础。     

基于高频链并联逆变器控制系统设计

多台逆变器并联运行可实现大容量和冗余供电,提高供电系统的灵活性和可靠性。对逆变器电流、电压双闭环控制系统参数设计方法进行了研究,分析了逆变器输出电压幅值、相位与逆变器输出有功功率和无功功率的关系,阐述了通过控制输出电压和相位实现对无功、有功功率控制PQ法;系统主电路利用高频链软开关拓扑结构,设计了一种改进的PQ控制和基于电流分解的无连线并联控制方法,有效地解决基本PQ控制算法在非线性负载均流效果差的缺陷。系统采用TMS320LF2407A数字信号处理器进行控制。仿真结果表明该系统设计达到了很好的并联控制效果,具有良好的控制性能。     

基于滞环控制的三相四线制AC/DC系统

基于滞环电流控制策略,提出了一种三相四线制AC/DC双向变流器主电路设计方法,通过Matlab仿真平台,进行了一定功率条件下可控整流与有源逆变的电压、电流波形仿真,验证了主电路拓扑设计及控制策略的正确性.     

一种混合9电平电压源逆变器及其变频脉宽调制

介绍了一种应用于中高压变频调速装置的9电平输出电压源逆变器，逆变器的主电路由2种不同拓扑结构的逆变电路组成，分别使用不同参数的开关器件实现，可以综合利用阻断电压高的器件和开关速度快的器件的优点。分析了逆变器主电路的拓扑结构及特点，研究了主电路的开关模式后提出了一种基于载波调制的适合于任意电平数目混合逆变器的PWM(脉宽调制)算法，最后仿真研究了混合9电平逆变器在变速驱动场合中的应用，并验证了算法的有效性。对线电压的频谱分析表明，混合9电平逆变器有很好的输出波形，输出谐波含量少，在高频段输出线电压的总谐波畸变率小于5％，输出电压的dv／dt小，可用于驱动大容量的中高压异步电动机。     

Trans-Z源逆变器的设计与研究

为了克服传统电压型Z源逆变器控制中升压能力差、波形质量差等缺陷问题,提出了一种Trans-Z-S逆变器电路。研究了电路拓扑结构及升压原理,采用改进型SPWM调制策略(分别用不同的调制波调制开关管)控制改变输出电压,给出了MATLAB/Simulink下仿真结果,并搭建了基于Trans-Z-S网络的小功率单相逆变器的实验样机进行实验,仿真与实验结果验证了调制策略在Trans-Z-S逆变器的可行性。     

具有改善功率解耦的单相光伏并网逆变器

太阳能AC模块逆变器是近年来发展非常快的技术,本文提出一种新型的基于反激变换器的逆变器拓扑结构.该电路结构简单,通过Zeta电路将功率脉动转换成小容量电容上的电压脉动,大大减小了直流输入侧的低频谐波电流,实现了良好的功率解耦.相比较其他AC模块逆变器中使用大电容进行功率解耦的方法,既节省了成本又减小了体积.文中采用峰值电流控制方案,使逆变器能够输出纯正弦的并网电流波形和单位功率因数.最后通过仿真和实验数据验证了所提新型逆变器的有效性和可行性.     

三相五电平逆变器光伏并网系统的建模与仿真

针对传统三电平逆变器光伏系统最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)响应速度慢、输出电流波形失真严重以及直流母线电压波动大的问题,提出了一种三相五电平中点箝位型(neutral point clamped,NPC)逆变器光伏并网系统。该系统采用模糊MPPT功率外环、直流电压中环以及电流内环的三环控制方案,实现了对最大功率的快速跟踪,降低了输出电流波形的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD),有效抑制了直流母线电压的波动。用MATLAB搭建模型,仿真结果证明了所提出的含五电平逆变器拓扑结构及其控制方法的有效性。     

一种Buck／Boost单级逆变器的研究

提出了一种新颖的Buck／Boost单级逆变器主电路拓扑,它在输出电压峰值高于输入电压时也能实现逆变。详细分析了电路的工作原理,给出了采用固定开关频率瞬时电流控制策略时的控制方案。Buck／Boost单级逆变器运行于半周期模式,主电路中不存在环流。仿真和实验表明了Buck／Boost单级逆变器实现升压逆变的可行性。