基于对偶原理构造三相电流型多电平逆变器拓扑

受三相逆变器拓扑图非平面性的制约,很难直接运用对偶原理实现三相电压型逆变器拓扑与三相电流型逆变器拓扑之间的相互转换。为充分利用三相电压型多电平逆变器的研究成果以便构造三相电流型多电平逆变器拓扑,文章探讨了针对三相电压型二电平逆变器的两种拓扑图平面化处理方法,并分析了用于构造三相电流型多电平逆变器拓扑的可行性。在三相飞跨电容箝位电压型多电平逆变器拓扑基础上,通过增加一个独立电压源获得其平面化的等效电路,并以此作为原始拓扑利用对偶原理提出了一种新型的三相电流型多电平逆变器拓扑。采用多载波SPWM技术对该类逆变器的正确性与合理性进行了仿真验证。     

双频并网逆变器及其孤岛效应检测

提出一种用于分布式发电的双频并网逆变器,该逆变器由2个标准三相桥级联而成,其中一个桥工作在高频,提高输出电流性能;另一个桥工作在低频,主要输出功率,从而降低开关损耗,提高系统效率。为了检测孤岛效应,提出了基于dq变换和正反馈的新检测策略,基于该策略,提出了基于dq变换的电压正反馈和频率正反馈两种检测方法。两种方法具有无检测盲区、对电能质量影响小、检测速度快等优点。仿真结果表明,该逆变器输出电流与电网电压同相,总的谐波畸变率低,向电网输出的电能质量高。     

基于小波变换和神经网络的逆变电路故障诊断方法

提出一种基于小波分析和神经网络的逆变器开路故障诊断方法;采用小波变换方法将逆变器的三相输出电压分解为高频系数和低频系数,以三相低频系数的平方和作为该相输出电压的特征向量,将逆变器开路故障进行分类和编码,建立一个三个输入、五个中间节点、一个输出的神经网络模型,实现逆变器故障桥臂定位,最后利用逆变三相电压同一桥臂故障电压的对称性的特点,用一种简单的判断逻辑实现故障元件的分离;仿真结果表明,该模型的诊断准确率达到98.6%以上,表明方法的有效性.     

三相开环Z源逆变器短路故障诊断研究

以三相开环Z源逆变器为例,开展了三相开环Z源逆变器短路故障诊断的应用研究。在三相开环Z源逆变器发生功率开关管短路故障及短路故障后逆变器工作状态理论分析基础上,建立三相开环Z源逆变器故障仿真模型。通过仿真实验获得短路故障状态下的输出侧交流电流信号数据,根据故障特征提出一种针对性的短路故障诊断方法直观的得到短路故障功率开关管出现的位置,并通过仿真验证该方法的可行性。     

混合型多电平逆变器电路设计研究

本文根据混合型多电平逆变器电路结构实现方式的不同，将其分为混合电平式逆变器和混合单元式逆变器，并分析了这两类逆变器电路拓扑结构的特点。对其高压单元功率器件电压应力较高、低压单元存在电流倒灌现象等问题进行了深入研究，得出了消除上述问题的电路结构设计方法，仿真实验证明该方法的有效性。     

基于DSP的高频链并联逆变器设计

介绍一种基于DSP的高频链软开关逆变器并联控制系统.该控制系统主电路采用高频链软开关拓扑结构,控制部分采用改进的PQ控制和基于电流分解的无连线并联控制相结合,从而有效的解决在非线性负载时均流效果差的缺陷.仿真波形表明该并联逆变器具有良好的性能.     

单相无变压器型光伏并网逆变器的拓扑结构及共模电流分析

针对单相无变压器型光伏并网逆变器拓扑结构存在共模电流的问题,介绍了几种能有效抑制共模电流的拓扑结构,即双极性调制的单相全桥式拓扑结构、带交流旁路的全桥式拓扑结构、H5拓扑结构及NPC拓扑结构;详细分析了这几种拓扑结构抑制共模电流的原理,并从开关损耗及系统效率两个方面对这几种拓扑结构进行了比较,指出H5拓扑结构性能最优。     

100KHZ高频逆变电源的设计与仿真

本文在分析100KHZ高频逆变电源电路拓扑的基础上,对100KHZ的高频逆变电源进行了参数设计,并在SIMULINK环境下对100KHZ高频逆变电源系统及数字锁相进行了仿真,给出了逆变器输出电压与输出电流的仿真波形,验证了ZCS软开关工作模式。     

大功率低成本新型混合型有源滤波器的电流检测方法*

提出一种逆变器采用三相四开关结构的大功率新型混合型有源滤波器,这种结构的滤波器适用于中高压系统的无功补偿和谐波抑制。给出了系统的拓扑结构,对三相四开关逆变器的结构原理进行了分析。提出了一种单相电流的谐波检测方法和基于能量平衡的直流侧电流的检测方法,这种检测方法计算时间显著减少,系统只需检测两相电流和控制四个开关元件。将基于三相四开关逆变器的新型混合型APF进行仿真实验,仿真结果表明,提出的滤波装置具有良好的谐波波抑制和无功补偿性能,直流侧电压平衡稳定,而且大大降低了整个装置的成本和功耗。     

一种双电源四输入端三电平逆变器

提出了一种由双直流电源构成的四输入端三电平逆变器拓扑结构,并采用三次谐波注入PWM作为调制方法。该逆变器通过前级两个电源和两个Buck变换器为后级电路提供四路电平,不同状态下后级电路工作于不同的三个电平状态;前级Buck变换器可以实现对直流母线电压的调节,有较宽的工作电压范围;采用三次谐波注入PWM调制方法能实现较宽的调制范围、低开关损耗及输出电压电流较少的谐波含量。分析了不同状态下双电源四输入端三电平逆变器工作原理、控制方法,并通过Simulink仿真验证了该结构的正确性和可行性。     

基于dsPIC30F2010的高性能航空陀螺逆变电源设计

设计了一种航空陀螺电机三相交流逆变电源.以dsPIC30F2010微控制器为控制核心,采用前级为Boost变换器、后级为三相桥逆变器的串联组合式功率变换结构,通过载波频率为24 kHz的高频SP-WM波形调制,实现了陀螺电机的软启动和电压电流双闭环数字PI控制,给出了相关控制电路和控制方法.实验表明:输出的正弦波幅值精...     

滑模控制在全桥式逆变器中的应用

提出了基于滑模控制的全桥式电压型逆变器的控制方法,解决了逆变器的电流基准不易测量的问题,并且在负载突变情况下,输出电压表现出对扰动的不敏感性和较强的鲁棒性以及良好的动态特性。给出了该滑模控制全桥式电压型逆变器在无刷双馈电机串级调速中的应用。应用表明,基于滑模控制的全桥式电压型逆变器输出电压能够快速跟踪参考信号。     

显式抑制测量误差的改进滑模控制

反馈控制系统中模型不确定性和测量误差的同时出现, 给高精度控制器的设计带来挑战. 经典滑模控制能抵抗一定程度的模型不确定性和输入干扰, 但引入的高增益使得其性能对测量噪声极为敏感, 也容易引起系统强烈抖振. 为此, 本文针对一种典型的角度和角速率测量分别包含高频和低频测量误差条件, 提出了一种改进的基于趋近律的角度跟踪控制方案. 本方案采用低通滤波器来应对高频测量噪声, 同时采用一种新颖的基于模型的测量误差估计器, 来补偿低频测量漂移. 采用Quanser Aero平台进行两自由度角轨迹跟踪控制仿真和实验验证, 并与自抗扰控制等几种典型鲁棒控制方案进行了全面对比, 证实了本文方案性能上的优越性和调参的便捷性.     

三相H桥级联逆变器的错时采样单周期控制策略

针对三相H桥级联逆变器提出一种单周期控制策略,推导了各逆变单元开关的占空比计算公式,指出可通过控制开关的占空比使每个开关周期中开关变量的平均值等于或正比于控制参考量;为了增加级联逆变器输出电压的电平数,提出将错时采样技术应用于级联逆变器单周期控制策略的方案,即将各逆变单元的采样时间依次错开。仿真结果验证了错时采样单周期控制策略用于三相H桥级联逆变器的可行性,且该控制策略可使逆变器的输出电压具有较小的谐波含量,且响应快速,鲁棒性强。     

非严格重复逆变器系统自抗扰学习控制

控制器中,误差是生成控制量的主要信息来源,其所含信息质量直接决定当前时刻的控制效果.本文利用误差有效值来反映周期误差能量的变化,通过设定其变化强度阈值对非严格重复信息进行选择和剔除,从而提高学习控制的信息品质.将学习控制简化为仅含有一个2N阶滤波器的单位正反馈环节,通过分析学习控制周期收敛条件,并结合逆变系统运行基波以及各次谐波频带,给出了滤波器截止频率的确定方法.抗扰环节则利用扩张状态观测器对负载电流等非严格重复扰动进行估计,并将其影响提前在控制端抵消,使得学习过程免受非严格重复的负面影响. MATLAB/Simulink仿真验证表明,该方法对抑制短时扰动造成的输出电压周期波动有良好效果,逆变器稳定性得到进一步提高.     

基于三相桥式逆变电路的恒频调制技术对比分析

为了验证逆变电路中不同调制技术的输出特性,基于三相桥式逆变电路,对几种恒频调制技术进行对比分析。针对基本三相桥式逆变电路和三相桥式MMC(Modular Multilevel Converter)电路,采用PWM、SVPWM、载波移相、载波层叠及最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM)等恒频调制技术对其进行控制,搭建Matlab/Simulink仿真,仿真分析不同调制方法下输出线电压波形,对直流电压利用率、总谐波畸变率(Total Harmonics Distortion,THD)和功率损耗进行分析比较。仿真结果表明,当拓扑为基本三相桥式逆变电路时,除NLM外,各调制方法均能满足电能质量国家标准THD规定,但直流电压利用率相差较大;当拓扑为三相桥式MMC电路时,分别采用载波移相、载波层叠及NLM实现了七电平MMC的调制。     

井下局部通风机储能型变流器控制策略研究

针对传统集中式变流器的结构已无法满足井下通风机应急供电需要的问题,设计了一种集充放电为一体的双级式井下局部通风机储能型变流器,该储能型变流器既能在系统停电时作为应急电源使用,又能实现电网正常运行时的无功补偿功能。提出了双级式储能型变流器的控制策略:当局部通风机的双回供电线路正常工作时,储能型变流器处于在线运行模式,PWM逆变器采用P/Q控制策略,此时主要对蓄电池进行充电并对电网进行无功补偿;当局部通风机的双回供电线路出现故障时,储能型变流器处于应急供电模式,PWM逆变器采用V/f控制策略。提出了一种基于状态反馈共电流内环的平滑切换控制策略,将V/f控制器状态与P/Q控制器的输出反馈至输入,用以解决储能型变流器在应急供电和在线运行时2种运行模式切换过程中产生的电流冲击问题,实现储能型变流器的平滑切换。仿真结果表明:在2种运行模式下,该控制策略可使变流器实现稳定运行,并能够实现平滑切换,具有较好的稳态与动态特性。     

UAV quadrotor attitude control: An ADRC-EMC combined approach

This study presents an original approach to the design of a complete digital attitude control unit for a UAV quadrotor. The approach is developed within the framework of Active Disturbance Rejection Control (ADRC) and Embedded Model Control (EMC), two well-established control design methodologies, both based on the estimation of the disturbances/uncertainties affecting the plant to control, and on their online cancellation. The attitude control design carried out in this paper demonstrates the possibility of adopting a simple input–output model to control the UAV attitude, while relying on the disturbance rejector to bridge the gap between model and plant reality. The designed attitude control unit encompasses an attitude state predictor, a control law, and a model-based reference generator. A multi-step test strategy is proposed to assess the performance of this disturbance-rejection-based attitude controller. Consequently, the presented experimental results are obtained both using a high-fidelity numerical simulator and in several experimental tests, carried out either on a laboratory single-axial test-bench or in-flight. Finally, the control unit performance is benchmarked, in simulation, against a state-of-the-art high-performance UAV attitude controller.     

MATLAB环境下变频器系统仿真的研究与实现

以单相桥式ＰＷＭ变频器为例,详细介绍了用ＭＡＴＬＡＢ对变频器及其控制系统的仿真过程,并且用实验验证了仿真结果的可接受性,同时对交流控制系统所出现的静态不确定度也作了说明。     

基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现

并网逆变器既可以用于光伏发电和风力发电中,也可以用于社会生活中没有充分利用的能力的回馈电网。三相并网逆变器有三组桥臂,每组桥臂有两个IGBT,控制三组桥臂的导通状态可以改变输出波形,SVPWM正是基于此的一种控制策略。由于逆变器在设计过程中存在高电压、大电流的情况,因此有必要在系统设计之前先进行建模仿真,以期使系统的输出达到更满意的效果。