抑制燃料电池单相逆变系统低频纹波的波形控制方法

燃料电池单相交流供电系统中,负载所需两倍于输出电压频率的脉动功率将通过直流侧辐射到燃料电池,从而导致燃料电池输出能量的波动,降低燃料电池系统的能量转化效率,威胁其安全运行,严重影响燃料电池的寿命和稳定性。针对燃料电池分布式发电和电动汽车等单相交流供电系统,采用差分式逆变结构,提出抑制燃料电池输出侧低频电流纹波的有源控制方法——波形控制方法。该方法通过分别控制两支差分电容电压的方式为交流侧提供负载所需要的脉动功率,而平均功率则由直流侧电源提供,有效抑制了燃料电池输出的低频电流纹波。该方法在不增加硬件成本的条件下,保证输出电压质量的同时有效抑制燃料电池输出低频电流纹波。对波形控制方法进行详细的理论分析,并且选取合适的设计参数,从稳态和大范围负载输出动态两方面进行仿真和实验,结果验证了所提出方法的可行性和有效性。该方法可以推广到级联变换器间的解耦研究与应用。     

大型停车场直流充电桩输出侧低频纹波分量抑制

大型停车场用直流充电桩前级采用无电解电容滤波的三相不控整流电路,导致后级DC-DC变换器输出电流、电压中含有6倍工频纹波,严重缩短动力电池组的循环使用寿命。为此,从转移导纳的角度出发,对大型停车场直流充电桩输出侧的6倍频纹波分量的抑制方法进行了研究。首先建立了Superbuck变换器的小信号模型,得出恒流充电模式下系统的闭环转移导纳,并指出抑制输出侧的6倍频纹波分量的根本方法是减小闭环转移导纳在该频率处的幅值增益;然后基于该方法,得出了2种低频纹波抑制策略:提高系统的带宽和引入输入电压前馈;最后,通过一台1.8 kW/80 kHz仿真样机验证了理论的正确性。     

基于简单模拟控制的单相VIENNA整流器研究

针对单相单开关三电平(VIENNA)整流器提出了新的简单模拟控制方案.该方案以单周期控制技术为基础,结构简单,无需R-S触发器.在实现较高输入功率因数的同时,仅用单个电压环即可实现直流侧电压的稳定以及电容电压的均衡.介绍了采用简单模拟控制方案的单相VIENNA整流器实现高功率因数运行的工作原理,给出了控制方程和具体实现方案.阐述了变换器实现电容电压均衡的工作机理.仿真和实验证明了理论分析的正确性,以及控制方案的可行性.     

基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制方法研究

针对方波直流无刷电动机转矩脉动控制问题进行了讨论,分析了低速和高速情形下直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,提出基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,仿真结果证明该控制系统能有效地减小转矩脉动.     

重复控制的单相高频隔离PWM整流器

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析.该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器原边的电压过冲和振荡.设计其调制方法,建立其数学模型,并采用复合重...     

单相高频PWM整流逆变能量回馈控制方法的研究

主要研究采用直接电流控制的方法,将直流侧能量回馈给电网,并使输出电流为与电网电压同频率的正弦波,对电网没有谐波污染。     

单相PWM整流器输入电流波形的改善技术

PWM整流器是一种新型的功率因数校正方式,具有高功率因数、输入电流波形正弦、能量可双向流动、动态响应性能较快等优点。为提高其工作性能,阐述了单相PWM整流器的工作原理、控制方法,分析了输入电流波形中低次谐波(主要是3次)产生的原因,推导了其计算公式,并提出了采用低通滤波器和采用补偿器来改善电流波形的方法。仿真和实验的验证结果表明:加入低通滤波器可有效地改善输入电流波形,但却恶化了系统的动态性能;加入直流电压动态补偿器,可更好地改善输入电流波形,系统的动态性能不但不会恶化,反而稍微有所改善。     

无刷直流电动机抑制低速转矩脉动的滞环电流SVPWM控制

研究采用转子磁场定向的矢量控制方法使无刷直流电动机定、转子磁势矢量始终保持正交,结合滞环调制电流控制和空间电压矢量调制,设计了无刷直流电动机滞环电流SVPWM控制方案。运行结果表明,此方案能有效地抑制无刷直流电动机低速时的转矩脉动,更好地改善系统的动态性能。     

基于电流预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制

为解决无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)换相转矩脉动的问题,提出基于电流预测控制的换相转矩脉动抑制方法。首先分析换相转矩脉动产生的原理;然后采用电流预测控制同PWM_ON导通方式相结合的控制策略,在换相期间对开通相和关断相同时进行PWM调制,控制开通相的电流上升斜率和关断相的电流下降斜率相等,保证非换相的相电流保持恒定,从而减小换相转矩脉动;最后搭建了实验平台。实验表明,所提出的算法可在全速度范围内明显减小换相转矩脉动,验证了所采取策略的有效性。     

单相整流滤波电容纹波电流的数学模型与分析

整流滤波用电解电容容值的改变不仅影响输出电压,还会影响电容本身的纹波电流,进而影响损耗和电容本身的寿命.建立了滤波电容纹波电流的数学模型,利用Saber仿真结果与计算结果对比验证了模犁的正确性.基于所建数学模型,分析了容值变化对纹波电流和电容损耗以及电容寿命的影响,随着容值的增加,电容的纹波电流会随之增加,电容损耗增加至极值点后逐渐减小.最后进行了实验验证,进一步完善了滤波电容的选取依据.     

低开关频率下PWM整流器电流控制策略研究

谐波污染是单相PWM整流器控制的主要问题之一,而电流控制策略是谐波抑制的重要研究方向。充分考虑低开关频率对系统性能的影响,采用提高采样频率的方法,提出一种改进的基于重复控制的复合电流控制策略。此策略抑制了低开关频率对补偿效果的影响,实现了无稳态误差控制,抑制输入电流的周期性谐波,改善了波形质量。仿真验证该控制策略是有效可行的。     

单相PWM整流电路控制策略研究

介绍了单相PWM整流电路的原理及其工作模式,阐述了一种简单跟随N4~＇I电流的控制策略。此外,根据控制电路中是否含有PLL模块,设计了两种仿真电路。通过MATLAB仿真实验,验证了它们的可行性。     

单相PWM整流器高品质网侧电流控制

单相PWM整流器网侧电流控制是整流器控制系统的核心,目前常用的PI电流调节器无法实现正弦量的无差跟踪,且需要电网电压前馈以减小电网电压扰动的影响.本文分析了基于PR( Proportional-Resonant)调节器的电流控制系统的动态模型,由于PR调节器的幅频增益在基波处为无穷大,使得该系统能够实现正弦电流的无差跟...     

直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制

传统的单极性与双极性单相逆变调制方法的推演是基于直流母线电压为理想恒定直流量的前提。在实际的单相系统中,交直流功率的耦合使得单相逆变器直流母线电压含大量二倍交流电压频率的纹波分量。若采取传统逆变调制,二次纹波分量又使得交流输出侧的三次谐波含量增加,影响交流输出侧的电能质量。文中采用双重傅里叶变换从理论上对输出电压的谐波特性进行评估,从而提出了一种在直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制方法。利用基于三阶广义积分器的增强型锁相环提取直流母线上的二次纹波分量,并通过在逆变调制系数中注入相反二次分量的方法,达到削弱输出侧三次谐波,降低交流总谐波畸变率的目的。最后,通过实验验证了所提主动调制方法的合理性和可行性。     

基于直接电流控制的PWM整流器的研究

研究三相电压型PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,双闭环直接电流控制策略.通过Matlab软件搭建系统模型进行仿真分析,验证了控制策略的可行性.在此基础上利用DSP控制单元和IPM集成模块搭建实验平台,设计控制软件进行实验验证.实验结果表明,PWM整流器使输入电流正弦化,有效减少谐波污染,能够实现单位功率运行...     

直流侧低频电流纹波优化的单相全桥逆变器设计

为了优化单相全桥逆变器的直流链路上的电流纹波,本文设计了一种增强型的单相全桥逆变器及其控制策略,可有效降低直流链路电流纹波,并同时在交流输出端提供了优质的正弦电能。加强型全桥逆变器增设了一对额外的开关,通过设计了互补控制方案,可防止双倍频纹波电流流入逆变器的输入端,直流输入侧仅需提供输出功率的直流分量。最后,试验结果验证了所设计的增强型单相全桥逆变器的效果。     

单相全桥PWM整流器的直接电流控制技术研究

分析了采用IGBT全控型开关管的单相全桥整流电路及其相应的数学模型,根据稳态矢量关系,指出要实现整流器的单位功率因数控制,关键在于控制网侧电流。给出了PI调节器的控制结构框图,分别对电压外环和电流内环的PI调节器参数进行了设计,并采用Matlab/Simulink对整个控制系统进行建模和仿真验证。最后制作了3 kW的小样机进行实验,实验结果表明双闭环PI调节器能很好地满足整流器控制系统的稳定性和动态性要求。     

换向过程对直流电动机电流脉动频率影响的分析

从换向的角度对直流电动机电流脉动的原因进行了详尽的分析。认为换向造成的电流脉动除了与转速有关以外还与换向片数以及不能同时换向的电刷个数有关。电极对数影响电流脉动的原因还需从其它角度考虑。尤其在换向片数较多的电机中如何识别电刷位置偏移造成电流脉动频率的倍增或倍减，将是直流电动机无传感器测速方法要研究的难点。     

单相高频隔离双向DC/AC变换器谐振控制

对带阻性负载的双功率方向单相高频链(HFL)DC/AC变换器的谐振控制方法进行了探讨。谐振控制器与结合钳位电路的调制方法相配合,消除了内部的电压过冲现象,实现了对输出电压的快速、精确控制。对该高频链变换器在连续时间域进行了建模,并根据该模型设计实现了该变换器的谐振控制方法,分析了该控制器的稳定范围,与该变换器的调制方法相配合,实现了在负载变化、输入电压变化等干扰下对输出电压的零误差控制。实验验证了所设计谐振控制方法的有效性。