适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构

针对电网中不确定性事件所带来的电压幅值波动问题,提出了一种适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构。该拓扑是由2个无差分脉冲宽度调制(PWM)型交流斩波桥臂构成的H桥结构,具有输入/输出"共地"、双自由度、双极性调控与无换流问题等特点。详细分析了变换器的拓扑构成、PWM原理,通过正/反极性场景的分析揭示了其工作模式;在参数设计的基础上,研制了变换器原理样机并搭建了动态电压恢复器系统。不同工况下的实验结果表明,所提出的直接式AC/AC变换器能够有效抑制电压幅值波动。     

基于三环控制的PWM斩波式交流稳压源研究

针对传统AC/DC/AC单相交流稳压源体积大、输入谐波大和功率因数低等问题,该文提出了基于PWM斩波控制的单相交流稳压源,该结构相比于传统控制节省了直流侧电容;LC滤波参数选取综合了其频率特性、功率因数等要素,从滤波器无功容量最小的角度出发设计,优化了滤波器的性能,降低了线路中的谐波含量;为更好的抑制直流电压扰动,提高稳压电源的稳定性,提出采用电感电流内环,输出电压瞬时值中环,输出电压有效值最外环的三闭环控制方案来提高稳压源的动态性能和对负载的适应性。最后对系统搭建Matlab仿真和硬件实验平台,仿真和实验验证了该结构和控制方法的可行性。     

基于双极性直接式AC/AC变换的单相动态电压恢复器

动态电压恢复器(DVR)是串接于电源与负荷之间用以实现快速补偿系统电压波动的电力电子装置。针对传统基于电压源型逆变器的DVR存在的储能设备所带来的问题以及基于脉宽调制(PWM)型直接式AC/AC变换的DVR所存在的换流、飞跨电容电压平衡等问题,文中提出了一种基于双极性直接式AC/AC变换的单相DVR。该DVR所使用的PWM型AC/AC变换拓扑具有输入、输出共地特点,同时,该DVR能够在较为简单的控制策略下实现系统电压的双极性调控且其在运行过程中有效解决了换流问题。为了验证所提出的DVR的工程价值,在理论分析的基础上,搭建了1 kW的实验平台对其合理性与有效性进行了验证。     

基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器研究

应用电压源逆变方案的传统动态电压恢复器,需要使用大容量电解电容进行储能,体积与重量大,成本高。为了避免使用直流储能环节,提出一种基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器,其变压器一次侧通过固态继电器投切组与AC/AC变换器输出端相连,其二次侧与负载串联。当电网电压发生波动时,由AC/AC变换器产生补偿电压,通过切换固态继电器组改变隔离变压器输出极性,保持负载电压稳定。该方案不需使用大容量电解电容等储能元件,易于维护,换流过程简单,动态响应速度快,能够有效补偿电网电压波动。在理论分析基础上,设计了基于瞬时电压的复合控制策略,实验结果验证了所提方案的有效性。     

无直流储能直接AC/AC动态电压恢复器及其预测控制

基于电压源型逆变器的传统动态电压恢复器,需使用大容量电解电容进行直流储能,体积重量大,成本高。为此,提出一种基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器,该方案不需使用直流储能元件,易于维护,换流过程简单,动态响应速度快,能够有效补偿电网电压波动。针对所提出的动态电压恢复器,设计与之相适应的工作模式、非互补控制换流过程,并使用离散全维状态观测器设计预测控制策略。与现有的瞬时电压控制策略相比,由于控制信号已在前一周期经状态预测并执行控制算法后得到,当前周期可直接更新控制信号,省去了算法执行时间,提高电压恢复能力。设计实验样机,实验结果验证了所提方案的有效性。     

Z源AC/AC变换器的谐波消除PWM技术

为保证敏感负载的高品质电能供应,提出一种应用于Z源AC/AC变换器的谐波抑制PWM技术.基于变换器的工作原理,分析和推导谐波抑制调制函数的解析式,给出控制方案.通过开环方式,对变换器的输出开关占空比进行实时调节.与已有的恒定占空比控制相比,实现对交流输入电压中各次谐波的有效抑制,并且不要求分别计算各谐波分量,简化了控制...     

AC/DC变换器的谐波分析简化方法

以6脉波AC/DC变换器为例,采用调制理论法对其进行了谐波分析,针对变换器输入电压以及开关函数,分别对它们进行了序量分解以及序特性分析,并在此基础上利用三相序量乘积特性对变换器的谐波计算进行了有效简化。利用简化方法对变换器直流侧电压以及交流侧电流进行了谐波分析,并且与仿真结果进行比较,分析情况包括:电压无畸变、输入电压不平衡、电压畸变以及开关函数不平衡。结果表明当存在电压谐波畸变时会根据畸变次数不同产生不同次谐波电流,而当系统出现电源不对称或者开关不对称情况时,都会在其交流侧产生3、9、15等次谐波。该方法适用的范围广,简单易行,可推广到12脉波或更高脉波变换器中,但是对单相电路并不适用。     

基于AC/AC变换器的PWM谐波抑制技术研究与实现

文中提出一种新型PWM谐波抑制技术,用来抑制交流电网中存在的低次谐波。该技术基于BUCK-AC/AC变换器,通过实时改变PWM占空比来实现对谐波的抑制;可由输入电压信号直接取得调制函数,不需要计算各次谐波的具体值,简化可控制策略,具有较好的动态响应性能和实践性;详细分析了斩波器工作及PWM谐波抑制技术原理并给出了详细的实现方案;制作了10 k VA试验样机,实验结果表明该技术可以较好地抑制交流侧低次谐波。     

基于两电平差分式直接AC/AC变换的斩波可控阻抗器

为提高传统晶闸管控制阻抗型补偿器的响应速度,解决脉宽调制(pulse width modulation,PWM)斩波可控阻抗器(chopper controlled impedance,CCI)所存在的换流问题,提出一种基于两电平差分式直接AC/AC变换的串/并联型CCI拓扑结构,它由斩波可控电容器和电抗器构成。文中以串联型斩波可控阻抗器(series-type CCI,S-CCI)为例详细分析其拓扑结构和工作模态,通过采用PWM调制策略,实现S-CCI基频等效阻抗从感性模式到容性模式的连续变化,并建立S-CCI的数学模型,推导其基频等效阻抗和调制比之间的关系式。最后,搭建Matlab仿真电路和700W的实验样机,验证理论分析的正确性。     

高功率因数双PWM控制的AC/DC/AC变频调速器

本文提出一种由可控整流器和逆变器组成的双PWM控制AC／DC／AC变频器,采用滞环电流比较法对整流器控制,使整流器输入电流与交流电网电压具有相同频率的相位,功率因数PF＝1,实现了能量的双向流动,同时将模糊控制方法引入,调节定子磁链的空间位置和大小,获得快速的转矩控制。     

新型动态电压恢复器的拓扑与控制策略

为改善电能质量,提出了一种由PWM交流斩波变换器和变压器组成的动态电压恢复器电路拓扑.变压器一次侧通过固态继电器投切组与交流斩波变换器输出端相连,其二次侧与负载串联.当电网电压发生波动时,通过改变交流斩波变换器输出电压以及固态继电器组投切状态,达到调节补偿电压、保持负载电压稳定的目标.新型动态电压恢复器不需使用电池、大...     

一种新型稳压电源的研制

针对目前交流稳压电源开关器件多,电路控制复杂的缺点,提出了一种新型单极性交流稳压斩波电路拓扑结构.该电路结构及其摔制方式简单,动态响应快;所用开关器件少,谐波含量小,可靠性高;滤波电容和电感容量小,输出精度高.通过采用PWM斩波控制方式,使系统侧功率因数接近于1.良好的仿真和样机实验结果表明该装置具有较大的实用价值.     

新型三电平PWM交流斩波器

交流斩波器广泛地应用于工业加热、灯光控制、感应电动机的软起动等领域。随着电力电子技术的不断发展 ,其应用领域不断向高电压、大功率电能变换拓展。在高压电能变换中 ,现有器件的电压等级往往不能满足装置的需要。多电平技术是解决这一问题的常用方法。与此同时 ,多电平电路使用较多的电平数去逼近所希望的波形 ,使输出电压或电流的质量大大提高 ,谐波含量减少。多电平技术在交流斩波器中应用研究尚不多见。介绍了一种新型三电平PWM交流斩波器的电路拓扑。分析了其工作原理以及浮动电容的电压控制原理 ,分析了输出电压的谐波含量 ,最后给出了实验结果和波形。实验结果表明 ,三电平交流斩波器工作原理正确 ,可以正常工作。     

Buck型AC/AC直接变换器

新颖Buck型AC/AC直接变换器使用了较少的功率器件实现单级功率变换和能量双向流动,利于提高变换器的功率密度和变换效率.本文给出了其工作模态和工作原理的详细分析,讨论了该变换器的两种PWM调制策略,并指出第二种调制策略可降低开关损耗.采用滞环电流控制的Buck型AC/AC直接变换器可对输入电压畸变进行有效抑制,保持输出电压高度正弦.仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

三相AC/DC变换器的滑模电流控制

针对三相PWMAC/DC变换器的输入电流调节,提出了一种滑模电流控制策略,其直流侧输出电压通过PI控制器调节。在该控制策略下,PWMAC/DC变换器具有功率因数为1的高输入电能质量和极佳的输出电压特性。实验结果证明了该方案的有效性。     

三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器及其控制策略

详细分析了三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器的电路结构、工作原理及其控制策略。通过比较三相输入电压值的大小,并结合输出电压误差放大信号与三角载波的比较结果,可确定该斩波器各开关管的工作状态。本文以传统的单相输出电压反馈控制策略为基础,提出了一种新颖的三相输出电压反馈控制策略。分别采用两种控制策略,对三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器进行了仿真比较研究,并研制了一台原理样机。仿真和实验结果表明:在相同工作条件下,该斩波器采用三相输出电压反馈控制比采用单相输出电压反馈控制具有更好的控制效果。     

新型谐波消除交流电压调节器的研究

提出一种新型谐波消除交流电压调节器方案,采用斩波方式AC-AC降压变换器结合输出串联补偿升压变压器实现负载电压的双向调节。其中降压变换器应用先进的谐波消除脉宽调制技术以实现交流系统侧所有低次谐波成分在输出负载端的消除,且其调制函数可以根据简便的前馈方法从输入电压信号中直接求解,因此具有良好的动态响应特性和实践可行性。2kVA样机的实测结果表明,所提出的方案在交流电压精确调节以及谐波抑制方面具有良好的表现。     

双馈电机的交/直/交控制

采用交／商／交（AC／DC／AC）变换器对绕线型感应电机电动状态上的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC／DC和DC／AC模块可分别独立控制。AC／DC采用三相PWM高频整流矢量控制，实现高功率凼数下转差能量双向流动，效率高、减少对电网污染。DC／AC采用定子磁链定向矢量控制，定了有功和无功分量实现解耦；双闭环控制以转速和定了无功控制为外环，以转子电流滞环跟踪控制为内环。实验证明：电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速，定了侧功率因数可调，可为1甚至向电网发卅无功。整体结构简单，硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。