一种改进的Dickson电荷泵集成准Z源逆变器

提出了一种采用改进的Dickson电荷泵技术的高升压准Z源逆变器,继承了准Z源逆变器和开关电容的优点——输入电流连续、开关上的电压峰值低、电压增益高、集成度好。利用逆变器的交流侧电感特性实现Dickson电荷泵的软充电,克服了开关电容电路大电流瞬变的缺点。介绍了其工作原理和稳态分析,分析了元件的电压和电流应力。最后,在实验室研制了输入电压为100 V、输出电压为AC 120 V、输出功率为1 kW的样机,实验结果验证了该逆变器的优越性。     

低谐波低损耗三相光伏并网逆变器设计

提出了一种低谐波低损耗的三相光伏并网逆变器设计方案。在全桥DC-DC变换器中采用零电流软开关技术解决开关损耗大的问题。在DC-AC逆变器中,采用特定消谐PWM技术使其逆变器的开关频率可减少大约50%,进而减少开关损耗。Matlab仿真实验证明该方案的可行性,为实际工程应用和产品化提供了理论依据和前期实验基础。     

低输入电压高效率并网微逆变器的研究

针对单个光伏电池输出电压较低这一问题,提出了一种低输入电压、高效率的单相两级光伏并网微逆变器拓扑。该拓扑前级采用一种高效率的高增益DC/DC结构,实现了软开关技术;后级为全桥逆变结构,采用单电感滤波,应用软件锁相和重复控制电流内环、电压外环等软件控制方法实现逆变并网。研制了一台额定功率为300 W的单相光伏并网微逆变器。经测试,该逆变器满载时并网电流总谐波含量(THD)为1.3%,效率为93.6%,验证了所提拓扑的可行性与有效性。     

分布式输入串联输出并联逆变器系统的复合式控制策略

输入串联输出并联逆变器系统适于高压直流输入、大电流交流输出的应用场合。为实现该系统的控制目标——输入均压和输出均流,提出了复合式控制的两种具体实现方案——输入均压/输出电感电流同相位控制和输入均压/输出电感电流同幅值控制。为实现系统的完全模块化,提出了一种新的分布式架构,各模块间仅通过输出电压基准同步母线、输入均压母线和平均电流母线进行相互通信。研制了样机,仿真和实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。     

结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器

针对谐振极型零电流软开关逆变器的拓扑电路的辅助开关较多所导致的逆变器体积大、成本高、效率低以及控制策略复杂等问题,提出一种结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器拓扑电路,逆变器的每一相仅使用了1个辅助开关、1个谐振电感、1个谐振电容和2个辅助二极管来完成电路谐振。因此,该拓扑电路可以减小逆变器体积,降低成本,简化控制策略和提高效率。分析了逆变器在不同模式下的工作原理,给出了软开关实现条件和实际参数设计过程,建立了辅助电路功率损耗的数学模型。制作了一台2 k W的单相实验样机和一台6 k W的三相实验样机,实验结果表明该逆变器的主开关和辅助开关器件都可以实现零电流软开关。该软开关逆变器可以降低损耗和提高效率。     

一种单相光伏并网逆变器改进预测电流控制算法

光伏并网逆变器传统预测电流控制算法由于采样与计算延时会造成差一拍控制,使得逆变器并网电流不能很好地跟踪目标电流,同时逆变器滤波电感模型值与实际值有误差时会造成并网电流谐波大,还可能导致系统不稳定。为克服这些不足,提出了一种改进的预测电流控制方法,可提前一个采样周期对并网逆变器输出电压进行预测,同时利用递推最小二乘法对电感参数进行在线辩识。仿真和试验结果表明所提方法有效提高了逆变器并网电流对目标电流的跟踪精度,减小了并网电流的谐波分量,提高了由逆变器进网的电能的质量。     

不对称故障条件下并网光伏逆变器峰值电流抑制策略

不对称故障在电网实际运行过程中时有发生,其导致的输出电流峰值较大的问题严重影响了光伏发电系统的可靠运行。首先对不对称故障条件下并网光伏逆变器输出电流峰值过大的机理进行了分析,进而提出了一种考虑输出电流峰值的参考电流算法,在已有参考电流算法中加入多个调节参数,能够对输出电流峰值和功率波动进行调节。在所提出改进参考电流算法基础上,提出了一种有功无功协调控制策略,有效解决了不对称故障条件下并网光伏逆变器的过流问题,拓展了光伏系统的有功输出能力。通过在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型验证了所提出控制策略的正确性。     

三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法

针对微电网逆变器在并网切换时电流冲击大、在离网切换时直流侧电压波动等问题,提出了一种三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法。该方法包括稳态控制和切换控制两部分,其中,切换控制由软启动虚拟阻抗和单环电流反馈控制构成。同时,为防止逆变器在并网切换和稳态控制中,因相位误差造成的能量倒灌现象,提出了相位超前控制方法,并引入到下垂控制器中,给出了其频率调节实现方式。切换控制抑制了逆变器输出电流、入网电流的瞬间冲击,实现并网平滑切换。逆变器离网切换时,仅引入单环电流反馈控制加快入网电流泄放,避免由电流瞬时不平衡引起的逆变器直流侧电压波动。仿真和实验结果验证了三相逆变器的双模式及其平滑切换方法的可行性和有效性。     

混合型逆变器控制系统中零序电流的研究

针对传统大功率逆变器所存在的问题,对混合型逆变器控制系统进行了介绍。系统采用了逆变器并联的形式以减少流入电机的谐波电流,但是在混合型逆变器控制系统中存在的零序电流会增加逆变器损耗。针对系统中存在的零序电流,推导了零序电流的数学模型,并分析了零序电流的产生原因,最终采用一种基于零轴电流反馈控制的控制方法。该方法算法简单,不需要改变电路的拓扑结构,适用于传统的正弦脉宽调制控制策略。利用MATLAB/Simulink软件搭建了混合型逆变器控制系统模型,并对其零序电流的控制进行了仿真验证。结果表明该方法对零序电流有明显抑制作用。     

基于GaN器件的双Buck逆变器共模与损耗

目前市场上的光伏并网逆变器结构按隔离方式来分,可分为隔离型和非隔离型,而抑制或消除共模电流是非隔离型光伏并网系统必须要解决的问题。出于在非隔离型光伏并网逆变器中抑制共模电流的目的,研制一种基于GaN器件的双Buck逆变器,该逆变器较传统全桥电路,共模电流小、效率高、控制简单。针对共模特性进行分析研究,分别对其在正常工况与死区状态的共模电流进行理论分析,并进行仿真与实验验证,得出该逆变器能够很好地抑制共模电流的结论。通过引入GaN器件来提高开关频率解决拓扑自身电感较大这一问题,并基于GaN器件对电路进行损耗分析与实验验证,实验结果与理论分析基本吻合,验证了损耗分析的正确性。该逆变器的实测最高效率高达98.63%。     

基于DSP新型PWM三相逆变器的研究

为了获得较好的逆变输出电压、较高的功率因数和较小的系统电流畸变率，已经使用了诸如可控整流、较大的滤波直流电容、复杂的控制器等手段。本文提出了一种新型三相不可控整流三相逆变器及其谐波消除PWM技术。并基于DSP对该逆变器进行了设计和分析，结合样机实验分析验证了新型逆变器的优越性。     

基于直流供电技术的电压暂降保护系统研究

变频器在软启动、变频调速、优化设计、经济运行等方面具有明显优势,得到广泛应用。在电压暂降期间,变频器会因低压保护而跳闸,造成连续性生产企业非计划停运,带来巨大的经济损失和事故。根据变频器交-直-交的特性,结合电力电子技术,研究开发了两种基于直流供电技术的电压暂降保护系统。两种保护系统分别利用电网残压和蓄电池组作为能量来源,通过Boost DC/DC变换器,输出恒定的直流电压,为变频器直流母线提供恒定的直流电。实验数据和现场应用表明,该两种电压暂降保护系统可以确保变频器在电压暂降期间正常运行,大大提高了供电可靠性,为用户避免了大量的经济损失。     

一种新颖的抑制两级式直交逆变器输入电流低频脉动的方法

两级式直交单相逆变器输入电流中含有两倍于逆变器输出频率的低频分量,这些低频分量幅值相对其平均值的比例很高,可达到30%以上,严重时将会影响直流电源系统的稳定性,也会大大影响输入电压源的蓄电池、燃料电池的使用寿命。通过研究该电流低频分量产生的原因,对前级直直变换器提出一种新的控制策略,即在传统的控制策略中引入谐振控制器,可以有效的抑制直直变换器输出滤波电感电流的低频脉动,进而可以有效抑制变换器低压侧输入电源电流低频脉动分量。给出谐振控制器的设计方法,以及引入谐振控制器之后系统各环路的传递函数,分析满足系统稳定性要求的设计准则。最后通过仿真和实验验证该控制策略对于抑制两级式直交逆变器输入电流低频脉动的有效性。     

一种新型直流环节并联谐振软开关逆变器

电力电子装置开关频率的提高带来了开关损耗与器件损坏问题、感性关断和电磁干扰等一系列新问题。有效克服这些缺陷的方法是采用谐振软开关技术,然而,传统的直流环节谐振型逆变器存在两个明显的缺点：开关器件的电压应力大;电压过零点与逆变器开关策略难以同步,使逆变器输出有大量次谐波。该文提出一种新型的直流环节并联谐振软开关技术,重点分析了此种软开关逆变器的拓扑结构、工作原理和特点,并通过实验验证了其原理和可行性。     

单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

高频脉冲交流环节逆变器电路结构由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成。在不增加电路拓扑复杂性的前提下，如何解决高频脉冲交流环节逆变器固有的电压过冲现象和实现周波变换器的软换流，是这类逆变器的研究重点。单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器能够将输入直流电压先调制成双极性三态的电压波，然后再解调成单极性SPWM波，经输出滤波后得到正弦电压。周波变换器功率开关是在前极输出的双极性三态的电压波为零期间进行开关转换，从而实现了ZVS换流。该文深入分析研究了高频脉冲交流环节逆变器稳态原理特性与单极性移相控制策略。采用状态空间平均法建立了逆变器平均模型，获得了输出电压、滤波电感电流、共同导通时间、单极性SPWM波占空比等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。设计并研制了1kVA 270VDC/115V400HzAC原理样机，试验结果证实了理论分析的正确性。这类逆变器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、双向功率流、周波变换器实现了ZVS换流、单极性SPWM波、输出电压波形质量高、负载能力强等优点，包括全桥全波式、全桥桥式两种电路，前者适用于低压输出逆变场合，后者适用于高压输出逆变场合。     

新型单相光伏并网逆变器的研制

为满足小型家用单相光伏发电系统的需求,研制了一台6 kW单相光伏并网逆变器.该逆变器前级采用Boost电路,后级采用全桥逆变电路.全桥逆变电路采用单极性倍频正弦波脉宽调制(SPWM)调试方式,使逆变器在开关频率较低的条件下,输出电流波形畸变率能满足相关标准要求.逆变器控制系统采用基于比例谐振(PR)控制器的电流环及电压...     

蓄电池组与高频逆变器阻抗匹配特性研究

分析了采用串联谐振电路的高频高压充电电源的工作原理;对锂离子蓄电池组与采用高频全桥逆变器结构的高频高压充电电源之间出现的匹配问题进行了分析,并给出了解决方案;分析了高频逆变器直流段引线电感和逆变开关寄生电感对高频逆变器开关过程的影响,给出了解决方案,并在40kW/10kV/20kHz的充电电源上进行了实验.     

一种新型三相逆变器及其调制技术的研究

提出了一种新型三相不可控整流三相逆变器及仅通过改变相应的调制波来消除逆变器输出电压谐波的重构SPWM技术，最后通过仿真和实验比较了新型逆变器及传统逆变器的性能，验证了理论分析的正确性，证明此种新的逆变电源及其调制波生成方法具有广阔的应用前景。     

辅助谐振变换极软开关逆变器分段定时间控制方法

辅助谐振变换极(auxiliary resonant commutatedpole,ARCP)是一种重要的软开关逆变器拓扑,其辅助开关的控制方法会影响到逆变器的效率及可靠性。传统定时间控制方法虽然简单易实现,但该控制方法下,逆变器的轻载效率表现不够理想。通过对定时间控制下ARCP逆变器的电流应力及损耗分布进行详细地分析,找出提高逆变器效率的关键途径,并提出一种新的分段定时间控制方法。该控制方法在不增加控制和电路复杂度的前提下,改善了ARCP逆变器的效率。最后在一台2kW/20kHz实验样机上验证了分析结果。     

一种新颖的比例积分谐振控制策略

PI控制器可实现直流系统的输出无静差,但不能实现交流系统的输出无静差,因此采用PI控制器的逆变器的外特性通常不够硬.为了克服此缺点,在此研究了一种谐振控制器,利用其在谐振点处增益无穷大来实现逆变器输出的无静差.此外将谐振控制器和PI控制器结合起来构成PI谐振控制器,该控制器不但具有PI控制器良好的稳定性能,而且具有谐振...