基于输出电流轨迹的机车逆变器开路故障在线诊断方法

为了适应车载逆变器负载变化范围大的特点,兼容现有变流器的应用场合,保障行车安全,同时提高逆变器开路故障的检修效率,提出一种基于两相输出电流轨迹的功率管开路故障在线诊断方法。在三相基本平衡的情况下,用解析的方法推导得到两相电流合成的轨迹为笛卡尔坐标系下的一个椭圆,椭圆的倾角和离心率与电流幅值无关,其大小与电流幅值成正比。通过理论分析证明,对于单管开路故障和两管开路故障共21种故障类型,电流轨迹有21种不同的特征,对这些轨迹进行观测或辨识可以达到隔离故障的目的。同时,提出不受负载变化影响的故障定位方法。最后,利用d SPACE实验平台验证了该数学模型的准确性以及在线诊断方法的有效性。     

基于纹波电压前馈的级联H桥整流器输出电压平衡策略

对传统的比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了建模分析。通过分析发现大范围投切载时输出电流扰动对平衡控制的影响不可忽略。在此基础上给出了投切载时系统调整时间、输出电压跌落值与系统特征参数之间的关系曲面。针对投切载时比例式脉冲补偿电压平衡控制下CHBR动态性能差的问题,结合输出电流与输出电压纹波峰值之间的关系,通过将输出电压纹波峰值引入电压平衡环节,提出了纹波电压前馈电压平衡控制策略,并给出了纹波电压峰值的检测方法。最后,利用三级CHBR的仿真模型和实验平台对所提策略与比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了比较测试。测试结果表明所提策略在切载后各级输出电压间的最大不平衡电压减小了12 V,调整时间缩短了43 ms,证明了所提策略的正确性和有效性。     

级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略研究

采用级联H桥结构的有源电力滤波器是治理中压电网电流谐波的理想方案之一,其中,级联H桥有源电力滤波器直流电容电压的稳定控制是关键点。在分析直流电容电压波动的基础上,提出级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略。这一策略通过控制基波正序有功电流,使总电压稳定;通过微调相输出电流,调节相间有功分布,控制相间均压;通过在每个子单元逆变电压上叠加一个与基波补偿电流方向有关的电压矢量,实现相内均压。根据有源电力滤波器的特点,使控制装置输出一个稳定的基波正序无功电流,用以提高相内均压的控制效果。在低压实验平台上搭建两级级联单元,验证级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略的有效性,为后续高压试验及中高压应用提供理论基础。     

基于LLCL滤波器的SAPF电流控制方法研究

为了抑制并联有源电力滤波器(SAPF)并网产生的高频开关纹波,提出一种基于LLCL并网滤波器的SAPF。LLCL是一种在传统LCL滤波器的电容支路串联一个小电感的滤波器,该LLCL滤波器能在系统开关频率处产生串联谐振,达到吸收开关频率处高次谐波的效果,进一步减小网侧电感值。由于LLCL是一种高阶滤波器,采用并联RC无源阻尼方法抑制谐振峰,该方法简单、易于实现。同时为提高SAPF补偿的灵活性,提出基于比例谐振(PR)控制器的选择性补偿电流控制策略并分析了系统开环稳定性。实验结果验证了该方法的正确性。     

级联H桥APF软启动方式的研究

针对级联H桥多电平有源滤波器APF(active power filter)在投入电网启动过程直流侧电容电压上升对级联APF的冲击问题,在不改变级联拓扑结构的前提下,提出一种适用于级联APF的软启动方式。整个软启动过程包括预充电阶段、升压充电阶段和切除充电电阻阶段,可以有效地将级联APF的电容电压充电至设定值,不会对APF造成冲击。级联H桥七电平仿真和实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于重复控制的电压源型逆变器输出电流波形控制方法

该文将重复控制和状态反馈方法用于一种混合有源电力滤波器中的电压源型逆变器的输出电流波形控制，其中状态反馈环节保证了系统的稳定性，而重复控制环节提高了输出电流波形的跟踪精度。文中详细分析了控制器的设计思路和频率特性。实验结果表明采用该方法后，可以取消逆变器输出滤波器中的电阻元件，减小运行损耗，同时显著改善滤波效果，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

电压分层控制的H桥级联有源滤波器研究

为了研究应用于中高压领域的有源电力滤波器(APF),建立了3级H桥级联APF数学模型,采用载波相移调制技术将装置的等效开关频率提高6倍,基于瞬时无功功率理论提取谐波及无功电流,采用三角载波比较法跟踪指令电流,直流侧电压采用分层控制来实现稳压和均压。仿真结果表明,H桥级联APF能够快速精确地检测出谐波及无功电流,在器件开关频率1.05 k Hz下补偿谐波及无功电流,将电网相电流THD由27.66%降至1.24%,同时维持直流侧电压的稳定和均衡,使电压误差率不超过2%。系统能在1个电网周期内响应负载的动态变化,从而验证了方案的可行性。     

级联H桥有源电力滤波器直流侧电压控制

直流侧电压的大小和变化将直接影响有源电力滤波器（APF）的补偿性能。经过对功率模型的数学推导,得出通过注入零序电压可以有效地控制各级联 H 桥相相之间直流侧电压的平衡;同时对模块间电压不平衡及电网电压不平衡下导致的直流侧电压不平衡原因进行了分析;最后结合直流侧全局稳压和模块间均压,构成电压的三层控制,实现了电压均衡和稳定,在电网不平衡的情况下也可以起到较好的效果。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于PD-SFO-PWM的级联SAPF直流侧平衡策略

针对级联H桥并联有源电力滤波器(SAPF)存在直流侧电压不平衡的现象,以实现直流侧电压的稳压、相间平衡和相内平衡为目的,提出一种基于载波同相层叠-开关频率优化-PWM(PD-SFO-PWM)的直流侧电压三级平衡策略。当发生直流侧电压失衡时,三级策略发挥调节作用。与传统平衡策略相比,该策略原理简单、易于实现,由于调制策略同时兼有调制功能和直流侧相内电压平衡功能,避免了设计额外的直流侧相内电压平衡策略,从而大大降低了直流侧平衡策略的复杂性。最后进行七电平SAPF仿真和实验,验证了平衡策略的可行性。该平衡策略能够在较短的时间内,以较小的超调量实现平衡效果,并能保证SAPF的稳定工作。     

基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器

提出了一种基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器(APF)系统的电路拓扑结构,分析其闭环控制策略和主电路系统参数。对APF样机进行了无功补偿试验和不平衡补偿功能试验。试验结果表明,APF系统动态响应速度快、补偿性能良好,验证了理论分析和样机装置设计的正确性。     

SAPF在不同补偿方式下的直流侧电压取值分析

针对并联型有源电力滤波器在应用中直流侧电压值的选择问题,本文以典型的晶闸管整流加阻感负载作为非线性负载,依据并联型有源电力滤波器谐波补偿原理,给出了直流侧电压选取的数学表达式。并且对单次谐波补偿、两次谐波补偿(如5次和7次)及全补偿下三种补偿方式下的直流侧电压值的选择进行了分析与比较,为不同补偿方式下如何选择直流电压值提供了理论依据,为实际工程提供应用价值。     

单相级联H桥APF载波相移梯形波脉宽调制与电容电压平衡控制方法

针对电气化铁路谐波污染的电能质量问题,将载波相移梯形波脉宽调制CPS-TPWM(carrier phase-shifted trapezoidal wave pulse width modulation)策略引入到单相级联H桥多电平有源电力滤波器APF(active power filter)中,同时在单相级联多电平有源电力滤波器直流侧电容电压控制上采用内外层控制策略,以提高直流侧电压的均衡性和稳定性。结合数学分析,搭建3个单元模块的单相级联H桥多电平APF主电路和控制系统进行仿真验证。结果表明:所提方法能够有效抑制电气化铁路中的谐波电流,并且能提高各单元模块直流侧电容电压的稳定性和均衡性。     

基于电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制仿真分析

分析有源电力滤波器的基本原理,为了验证有源电力滤波器基于电压空间矢量滞环电流控制方法的正确性,并加深对其控制规律的认识和理解,本文用MATLAB/SIMULINK对有源电力滤波器进行了动态仿真研究.仿真结果表明,改进的电流控制方法能有效地滤除负载中的绝大部分谐波,提高了有源电力滤波器的综合性能.     

三相电压不对称时谐波与基波有功、无功电流的精确检测方法研究

当三相电压不对称时ip-iq检测法会产生误差,本文对ip-iq检测法在三相电压不对称时存在的误差进行了分析.之后提出了一种改进的ip-iq检测法,在该检测法中用基于低通滤波的A相正序电压提取单元代替原ip-iq检测法中的锁相环,以提取A相正序电压.仿真与试验证明在三相电压畸变且不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波与基波有功、无功电流.     

三相电压不对称时谐波与基波有功、无功电流的精确检测方法研究

当三相电压不对称时ip-iq 检测法会产生误差 ,本文对ip-iq 检测法在三相电压不对称时存在的误差进行了分析。之后提出了一种改进的ip-iq 检测法 ,在该检测法中用基于低通滤波的A相正序电压提取单元代替原ip-iq 检测法中的锁相环 ,以提取A相正序电压。仿真与试验证明在三相电压畸变且不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波与基波有功、无功电流     

基于两相级联H桥的三相有源电力滤波器的控制与调制

针对三相三线制电力系统仅要求补偿谐波电流时,传统的基于三相级联H 桥的三相有源电力滤波器（APF）成本较高的问题,提出了一种基于两相级联 H 桥的三相 APF 拓扑结构。省去了传统三相级联 H 桥中任一相桥臂的 H 桥,不仅不影响补偿效果,而且能达到降低成本的目的。同时直流侧电压采用分层控制,谐波检测采用id-iq 电流检测策略。最后,通过搭建 PSCAD／EMTDC 仿真平台并验证。仿真结果表明,新拓扑结构应用于补偿三相三线系统中的谐波电流是可行的。     

基于电压空间矢量的有源电力滤波器双滞环电流控制方法

为提高有源电力滤波器的补偿精度,提出一种基于电压空间矢量的有源电力滤波器双滞环电流控制方法.该方法利用电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳电压矢量输出,控制电流误差在滞环带内;双滞环的引入,保证了系统暂态过程中的响应速度,同时也具有较好的稳态跟踪能力,可有效限制电流误差.同时还提出了一种扇区判定和参考电压求解的优化算法,与其他电流控制方法相比,该控制方法提高了电压利用率,也显著降低了开关频率,在Pspice软件环境下的仿真结果证明了其良好的动静态性能.     

基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压均衡一直是级联H桥型变流器拓扑研究很重要的一方面,也是装置安全可靠运行的关键技术。在分层控制的架构上,提出了改进的有功电压矢量叠加法。上下层分别叠加有功直流分量和有功电压矢量,最终对单链节吸收的瞬时有功功率进行调节来实现直流侧电压平衡。仿真结果表明,采用上述的控制方法,直流侧电压不平衡问题得到了很好的改善,且具有良好的动态响应特性。     

有源滤波器的电压空间矢量双滞环电流控制新方法

该文提出了一种有源滤波器的电压空间矢量双滞环电流控制新方法。该方法直接在复平面上实施控制，内环选择的开关状态减少高次谐波分量，外环选择的开关状态电流响应速度快，有效限制误差电流，改善滤波器性能：利用逆变器输出电压及其引起的误差变化来判断有源滤波器参考电压矢量所在的区域，简单可靠。电压空间矢量的引入可以提高直流电压利用率，降低开关频率。仿真结果证明了其可行性。