一种新型大功率多相变频驱动系统

本文在提出多相大功率驱动系统的基础上,通过分析单元级联型高压变频器和多相并联型不控整流系统的拓扑结构以及优缺点,提出了一种移相独立电源的多相变频系统拓扑结构。此种拓扑具有结构简单、可靠性高、功率密度大、易于实现大功率、具有更多的控制资源等优点。通过仿真研究和实验,验证了该拓扑的可行性。     

级联式多电平无桥整流器的研究

针对传统中高压变频器中采用笨重复杂的移相变压器构成整流环节的问题,提出了一种新型的级联式多电平无桥整流电路拓扑。该拓扑采用级联的无桥整流模块单元结构,无需采用多重化工频移相变压器,通过一定的控制策略,可实现交流网侧较高的功率因数;同时可使每个模块单元输出稳定均衡的直流电压,从而为后级DCDC以及DC-AC变换器的构成与实现提供良好的条件;对该新型电路拓扑的基本工作原理、稳态数学模型、输入功率因数以及控制策略进行了详细讨论。最后通过仿真与实验验证了所提电路的可行性和正确性。     

能量回馈型多单元串联高压变频器综述

多电平变频器因其输出功率大、输出波形好,已经广泛应用于工业领域。其中多单元串联型多电平变频器因其优越的性能而受到广泛的关注。但是,传统的多单元串联变频器由于前端采用不控整流结构,不能实现能量的双向流动,限制了其在需要能量回馈场合中的应用。详细分析了目前多单元串联能量回馈的拓扑结构形式,比较了各种拓扑结构的特点,对不同拓扑结构的控制策略、整流侧电流及直流母线谐波特性进行了深入分析。最后,确定了一种适合我国工业发展的能量回馈拓扑。     

电压瞬时跌落时双级矩阵变换器的控制策略

双级矩阵变换器是一种新的矩阵变换器拓扑,存在中间直流环节,因此其整流级和逆变级可以分别采用空间矢量PWM调制策略.但是由于中间直流环节没有储能的电容或者电感,输入侧电压瞬时跌落直接影响输出电压和电流,降低双级矩阵变换器的性能.为了抑制输入电压瞬时跌落对双级矩阵变换器性能的影响,提出了一种整流级电路多种调制模式切换的控制策略,根据不同调制模式下电压利用率的不同,实现整流级电路各调制模式的平滑切换,提高整流级电路电压利用率,从而保证输出性能的稳定.该方法可以将整流级电路的电压利用率由SVM调制的0866提高到0955.在基于逆阻式IGBT的双级矩阵变换器样机上的实验验证了提出的方法的有效性.     

三相线电压级联VIENNA变换器原理及仿真分析

提出一种能量单向传输的、能在高压下完成单位功率因数整流的三相线电压级联VIENNA变换器拓扑,此新型变换器可作为新一代高频隔离中高压变压变频器的整流级。分析了该拓扑的工作原理及向更高级数拓展的方法,提出了相应的控制策略,并进行了仿真研究。理论分析和仿真结果表明,所提新型变换器拓扑在合适的控制策略下,可以具有很高的功率因数和很低的总谐波畸变THD;可以始终保持各模块直流输出电压均衡一致性。与传统级联变换器相比,可大大减少全控器件个数和耐压值,从而使得控制复杂度和成本均得以降低。     

电能回馈装置与二极管整流装置并联研究

通用变频器中常用二极管整流装置进行整流,存在无电能回馈功能的缺点。三相电能回馈装置作为一个独立、外挂式的回馈装置与二极管整流装置并联使用,可实现变频器回馈功能。然而在装置进入回馈状态后,因为两种装置并联会导致二极管整流装置存在脉冲电流通过的问题,影响电网及周边电子设备。提出了一种改进拓扑结构结合滞环电流控制的解决方法消除脉冲电流。最后,通过仿真分析及实际应用证明了该方法的有效性和正确性。     

高压变频器输出电缆影响仿真研究

介绍脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)电压源型高压变频器接输出电缆的共模通路、漏电流通路的简化电路模型，详细地分析了输出电缆的电压反射机理和对电机的容性效应。为有效减少共模电压和输出电缆对高压变频器的不良影响，提出了一种LRC滤波器拓扑结构，给出了滤波器各个参数选取原则。并利用Matlab软件，在24脉波整流／三电平逆变的高压变频器驱动6kV／2250kW电机的拓扑结构中，对不同长度的输出电缆和该滤波器拓扑结构进行了仿真研究，给出了相应的仿真波形。     

高压变频器共模电压仿真研究

该文分析了PWM高压变频器中输出电缆对电机影响、共模电压和三电平逆变器箝位点电位不平衡机理。为有效抑制共模电压对变频器的不良影响，提出了新型拓扑结构：在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中，设置共模电抗器，并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连，并通过小电阻和系统地相连。基于该拓扑结构对6kV／2250kW的电机所进行的仿真结果表明，该拓扑结构可以减小高压变频器的共模电压，提高变频器运行的可靠性。     

混合级联型多电平变频器拓扑结构研究

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约，因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。该文对已提出的级联型多电平电路结构进行深入分析，对其中最具实用价值的混合七电平级联型变频器在PWM控制方法和整流电路结构上作出改进，解决了直流侧电流倒灌和整流侧电流谐波抑制的问题。在此基础上提出了3-10kV电压等级的混合级联型多电平变频器拓扑结构，并给出了仿真和实验结果。该混合级联型变频器符合目前电力电子器件发展特点，对传统级联型变频器在结构上作出了优化。     

改进型直流侧有源电力滤波器在三相系统中的应用研究

针对改进型DC侧APF具有负载输出电压可调、控制和驱动简单、储能电容容量小等优点,依据单相改进型拓扑,提出一种三相改进型DC侧APF拓扑模型,对三相整流类负载进行谐波治理具有技术优势.与三相PFC相比,该拓扑仅处理部分功率,主电路结构简单;与交流侧APF相比,简化了电路结构,减少了功率开关数量.仿真结果证明了该拓扑的正确性和可靠性.