新型开关磁阻电机驱动系统软开关功率变换器原理分析与仿真

通过在直流电源与不对称半桥式开关磁阻电机功率电路间插入一种准谐振直流环节,给每个相开关并联电容,构成新型开关磁阻电机软开关功率变换器主电路.该电路控制简单且能够实现变换器中全部功率器件的软开关操作.在介绍变换器主电路拓扑及特点基础上,深入分析了其软开关原理,并通过仿真实验验证了该电路方案的可行性及原理分析的正确性.     

开关型磁阻电机调速系统控制器硬软件设计方法

文章对开关型磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD)各部分组成及功能进行了阐述,并以四相8/6结构开关型磁阻电机为基础,利用改进的双开关管型主电路功率转换器,介绍了一种以51系列单片机为核心的开关型磁阻电机调速系统控制器的硬软件设计方法。     

双开关磁阻电机功率平衡的解决方案

通过对开关磁阻电机调速系统的工作原理的分析,得出一种解决2台开关磁阻电机 同步牵引时实现功率分配平衡的解决方案,并提供了根据此方案设计的实际电路框图。该方案已 在采煤机电牵引系统中得到成功应用。     

开关磁阻电动机调速系统在压风机上的应用

开关磁阻电动机调速系统是由嵌入式微处理器、大规模数字模拟器件、电力电子功率器件及开关磁阻电机共同组成的新型调速系统。该调速系统具有结构简单、工作可靠、机械强度高、高效节能、调速精度高、启动电流小、可频繁正反转运行等优点,可在宽广的调速范围内实现高效率运行。     

一种新型开关磁阻电机功率变换器

为使变换器进一步减少功率器件的开关次数,降低器件的损耗,提高系统的效率,提出一种新型五电平开关磁阻电机(SRM)功率变换器的拓扑结构。实验结果表明,该变换器具有很高的实用性,能使开关磁阻电机控制系统在大功率场合得以应用。     

开关磁阻电动机调速系统在压风机上的应用

开关磁阻电动机调速系统,是由嵌入式微处理器、大规模数字模拟器件、电力电子功率器件及开关磁阻电机共同组成的新型调速系统,是一种新颖的、高性价比的、具有典型机电一体化结构的无级调速系统。该调速系统具有结构简单、工作可靠、机械强度高、高效节能、调速精度高、启动电流小、可频繁正反转运行等优点,可在宽广的调速范围内实现高效率运行。     

基于开关磁阻电机的矿用电机车调速系统设计

针对直流串激式电机作为矿用电机车的弊端,采用开关磁阻电机作为矿用电机车的动力源并利用STM32F103作为系统控制器。介绍了开关磁阻电机的特点,并设计其硬件电路和利用直接转矩作为SRD调速方式。实验结果显示,开关磁阻电机可以稳定运行,并且满足矿用电机车控制要求。     

隔爆型开关磁阻调速系统在井下绞车的应用

开关磁阻调速系统是一种新型的无极交流调速系统。采用开关磁阻调速系统对井下绞车进行改造。磁阻调速系统采用隔爆形式。功率变换器电路采用不对称半桥式结构形式,主开关器件选用IGBT(绝缘栅双极晶体管),控制器以目前先进的DSPTMS320LF240为核心控制单位,使得硬件电路简单可靠,并提高了控制精度。     

基于DSP的开关磁阻电机调速的研究

介绍了以DSP芯片TMS320F240为核心的开关磁阻电机调速系统（SRD）的设计，给出了硬件电路设计方案和软件实现策略，实现了全数字的开关磁阻电机调速系统的控制，使得开关磁阻电机调速系统具有高效、动态性能好、低噪声等优点。     

基于迭代学习控制的开关磁阻电机调速系统的研究

介绍开关磁阻电机的调速系统及各运行状态的控制,由于需要拖动大惯性负载,使电机在制动过程中不稳定,因此在分析开关磁阻电机调速特性和控制方式的基础上,提出了用迭代学习算法来控制电流的方法,组成双闭环控制系统。对开关磁阻电机调速系统进行MATLAB仿真,达到了理想的控制效果。应用迭代学习控制理论来改     

电力电子电路中的分岔、混沌及其应用研究

以Twin-T电路和基于忆阻器的混沌电路(Memristor based Chaotic Circuit-MCC)为辅助,主要分析了数字控制电力电子电路中的分岔和混沌现象,并将混沌应用到电力电子电路中,以达到性能优化的目的。通过在Twin-T电路中两个电容直接相连的连接点上接入发光二极管元件,设计了一个新Twin-T混沌电路。以控制信号强度为分岔参数绘制分岔图,结果显示系统随控制信号强度增加经周期递加分岔步入混沌振荡。利用忆阻器元件取代蔡氏电路非线性二极管,结合分岔图、功率谱、最大Lya-punov指数等数值分析工具研究了系统分岔路径和双涡卷奇异吸引子结构。考虑到Twin-T电路优良的选频特性,设计了一种基于Twin-T电路的陷波混沌控制器。此控制器包含了一个陷波滤波器和一个电压电流转换接口电路。理论分析和实验结果均表明此控制器可以快速有效地将系统混沌控制到周期轨道上。超混沌系统具有至少两个大于零的Lyapunov指数,系统动态规律也更为复杂。通过修改MCC,设计了一个新的四阶超混沌电路。采用奇异值分解方法计算系统的Lyapunv指数谱,结果显示系统在某些参数区间内具有两个Lyapunov指数的值大于零。目前对变换器电路中的分岔和混沌现象研究多集中在模拟控制方式下,对于数字控制方式产生的时间延迟和量化误差很少考虑。以一台数字控制同步Buck变换器(Synchronous Buck Converter-SBC)为研究对象,利用z域小信号模型分析了比例-积分补偿策略下系统的分岔行为。在此基础上,利用描述函数等效出量化误差在控制环路引入的动态增益,并估算出系统的极限环区间。开关磁阻调速系统(Switched Reluctance Drive-SRD)可以看作是包含运动部件的电力电子电路。由于其特殊的定转子双凸极结构,系统存在铁磁饱和、频繁换相等非线性特征。在假设相电感与相电流无关的基础上,对比了模拟和数字两种控制方式下SRD的分岔行为。考虑到线性模型精度不高的因素,设计了一个新的基于指数函数的磁链非线性模型,利用分岔图和功率谱分析工具研究了数字控制SRD非线性模型中的分岔和混沌行为。以MCC为测试对象,验证了相空间重构技术恢复系统原吸引子的有效性。采用互信息量和虚假邻点方法获取最佳重构时延和嵌入维数,同时结合G-P算法和小数据量方法计算了系统的分形维和最大Lyapunov指数。在此基础上,基于MATLAB的Simulink仿真环境构建了采用模糊控制策略的SRD系统,并计算其重构相空间的分形维和最大Lyapunov指数。计算结果表明模糊控制SRD系统存在较大范围的混沌区间。混沌信号的一些特殊性质可以采取措施加以利用。以MCC电压信号作信号源,实现了SBC的混沌扩频。基于模糊控制SRD存在较大范围混沌区间这一研究结论,提出一种基于反馈转差变换率序列的SRD系统混沌扩频策略,仿真和实验结果均证实此扩频策略可以有效降低系统在开关频率及次谐波点的功率谱尖峰幅值。同时,分析数字控制SRD变换器不同单相故障下滤波电容电压频率谱,结合细节电压信号的混沌特征不变量,实现了变换器单相故障的识别。     

移相全桥PWM变换器拓扑的改进

在传统移相全桥PWM变换器原理的基础上,对其拓扑结构进行了改进,解决了滞后桥臂在轻载情况下难以实现零电压开关的问题。详细分析了其工作原理,给出了工作过程及其波形,并进行了软件仿真。仿真结果表明该变换器能在宽负载范围内实现所有开关管的零电压开关,并且降低了开关管的通态损耗和副边有效占空比丢失。     

开关磁阻电机驱动系统功率变换器的故障检测

针对功率变换器故障导致的故障相绕组不能正常励磁或续流的问题,以12/8极开关磁阻电机驱动系统三相不对称半桥型功率变换器为研究对象,分析其故障类型,推导出正常状态和故障状态下相绕组电流的解析解。讨论了不同工况下直流母线电流的变化规律及其数字化分析结果,并结合功率开关器件的PWM驱动信号和直流母线电流,提出了一种功率变换器主开关器件短路和开路故障检测方案。最后利用Matlab对功率变换器进行了故障仿真和故障判别,主开关器件短路和开路的仿真结果与理论分析结果相吻合,能够识别出故障相,并判别出故障相的故障类型,仿真结果验证了方案的可行性。     

并联电容器无功补偿节能降耗运行

用电容器进行无功补偿,可提高用电负载的功率因数,是降低电网线损的一种普遍的节电措施。但长期以来,电容器无功补偿提高功率因数仅考虑了变压器和电力线路损耗的降低,却忽略了电容器介质损耗的增加。本文提出在综合考虑变压器、电力线路与电容器介质损耗的总损耗最小基础上,对电容器进行无功补偿的投入与切除进行的优化选择。     

ARCPI在煤矿SVG系统三电平逆变器中的应用

为减少开关器件电压应力和电流应力,实现软开关,提高功率密度,讨论了SVG系统中应用辅助谐振换流极技术的三相三电平逆变器。文章通过分析ARCP二极管箝位型逆变器的工作过程,得到完成软开关的时间与负载电流和完成谐振所需的泵升电流之间的关系,以此决定辅助开关管的开通时刻。通过仿真和实验,验证了理论的正确性。     

高功率因数矩阵电力变换器在煤矿中的应用研究

随着电力电子技术的发展,变频器在煤矿中的应用越来越广泛。传统变频器采用交-直-交模式变频,有谐波严重、输入侧功率因数不高等缺点。提出在煤矿中应用一种高功率因数、省去直流环节、谐波含量低的矩阵电力变换器,大大减少煤矿的电力污染,提高设备运行效率,并应用Matlab进行了仿真验证。     

变频器的合理选用及控制方式

随着电力电子技术的不断进步，变频器在电力拖动领域中得到了广泛应用。采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，有利于实现生产过程的自动化，使交流拖动系统具有优良的控制性能，从而实现了能源的节约。而变频器的合理选用是实现这些功能的基本条件，其控制方式又是决定变频器使用性能的关键所在。     

移相PWM DC/DC全桥变换器的简述和发展

移相PWM DC/DC全桥变换器通过改变全桥开关管移相角的大小来调节输出电压,巧妙利用变压器漏感和开关管的结电容及变压器初次之间的寄生电容来完成谐振过程,实现零电压或零电流开通或关断,减少了开关损耗与干扰,成为目前研究的热点问题。重点简述了该类变换器的原理及发展,并介绍了几种常见的拓扑,分析了它们的优缺点。