并联混合型有源电力滤波器稳定性及控制方法

分析了由并联型有源电力滤波器(parallel active power filter,PAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统的系统稳定性。分析表明采用传统的PAPF控制方式时,当PAPF检测的负载电流中不包含并联电容器的电流时,混合补偿系统稳定,并且有理想的谐波补偿效果;当PAPF检测的负载电流中包含并联电容器的电流时,此时混合系统存在稳定性和谐波抑制效果之间的矛盾。实际系统中检测的负载电流中包含并联电容器电流的情况有时是不可避免的,针对这种情况提出一种同时检测负载电流和电源电压来控制PAPF输出电流的控制方案,该控制方案可以使系统变稳定,并且具有理想的谐波补偿效果。最后给出了仿真和实验验证结果。     

新型三电平变流器中点电压控制策略及其可控区域

针对三电平中点钳位(neutral point clamped,NPC)变流器中点电压波动问题,分析了三电平变流器基本工作原理,提出了一种适用于任意调制策略的三电平变流器中点电压平衡策略。该策略以输出线电压满足要求为控制目标,根据中点电压的波动情况实时修正调制策略的输出开关状态。鉴于单开关周期完全可控区域的重要意义,本文分别分析了调制策略为正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)策略和空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略时新型中点电压平衡策略的单开关周期完全可控区域。理论分析和仿真结果表明,新型中点电压平衡策略具有普遍适用、实现简单的优点,其单开关周期完全可控区域受调制策略、调制度、运行时间和功率因数的影响。     

直驱式风力发电机无位置传感器矢量控制

为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构.针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控制算法.根据矢量空间解耦原理建立双三相永磁同步发电机的数学模型.利用模型参考自适应系统估计发电机转速,依据波波夫超稳定理论推导出自适应律,分析发电机参数变化对速度估计的影响.通过对电机定子直流励磁获得转子初始位置.仿真和实验结果表明该算法能实现风力发电机可靠起动,有很好的速度跟踪性能和稳态精确度,使发电机能在额定风速下最大限度获取风能,并能稳定运行于恒速和恒功率区域,且对发电机参数变化不敏感,算法计算量小.     

直线运动各向异性媒质中的三维电磁场方程及一般定解问题

将直线电机统一等效为各向异性体,提出了一种准确的电枢齿槽三维整体等效方法,由麦克斯韦方程组导出了以单一矢量磁位表示的直线运动各向异性媒质中完整的三维时变电磁场方程和三维正弦交变涡流场方程,结合边界条件给出了直线电机开域场的一般定解问题,并提出了一个新的各向异性规范,简化了三维场中基本方程的表达及三维场的分析计算.解析与FEM计算实例验证了其正确性.直线运动电磁机构的许多问题可归结为此定解问题的求解.本文可作为预测直线电机二维、三维稳态和瞬态电磁场分布及性能的理论基础.     

静止无功发生器补偿电网电压不平衡的控制及其优化方法

针对电网电压不平衡问题，提出了一种用静止无功发生器(SVG)抑制公共连接点(PCC)不平衡电压的控制方法。该方法既发挥了SVG补偿系统无功功率的优势，又在电网电压严重不平衡时扩展了SVG的补偿功能，充分地利用了补偿装置。文中详细讨论了SVG补偿电网电压不平衡的原理，将SVG控制作为受负载端负序电压控制的电流源，分析了其补偿性能与各个参数的相互关系。在补偿效果相同的前提下，对系统的控制参数进行了优化，使SVG的补偿容量最小。最后介绍了PCC处负序电压的实时检测方法。仿真和实验结果表明，该方法可以有效地补偿电源或负载引起的电压不平衡问题。     

静止无功发生器补偿电网电压不平衡的控制方法研究

本文提出了一种用静止无功发生器抑制公共连接点(Point of Common Coupling－PCC)处不平衡电压的控制方法。本文将静止无功发生器控制为受负载端负序电压控制的电流源，通过此补偿电流的作用来降低PCC处电压的不平衡度。文章还分析了其补偿性能与各个参数的相互关系，并介绍了PCC处负序电压的适时检测方法。仿真和实验结果表明，该方法可以有效地补偿电源或负载引起的电压不平衡问题，从而满足电力负荷对电网电压质量的要求。     

采用动态电压上升控制的1700 V大功率IGBT有源门极驱动技术

为了抑制大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的关断电压尖峰,提出了一种有源门极控制方法及其优化方法。该控制方法采用电容反馈关断电压上升率来控制驱动电路,通过具备定时功能的高速高增益放大器降低反馈电容的容值,补偿集电极电流输出响应相对于有源门极控制信号的延时,并保证所提出的有源门极控制方法仅在IGBT关断过程中工作,提高了电路工作的可靠性。通过SABER仿真分析了关键参数对该方法抑制关断电压尖峰效果的影响,提出了一套品质因数评价体系,用于定量评估不同参数下的控制效果。风力发电变流器在极端工况下的实验结果表明,所提出的方法使用较小容值的反馈电容依然能够在仅有400 V电压裕量的严厉条件下降低电流下降速率,从而保证了IGBT的安全工作。     

空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

提出一种基于空间电压矢量调制的表贴式永磁同步电机直接转矩控制方法.基于表贴式永磁同步电机的数学模型,通过计算在一个控制周期内能同时精确补偿转矩误差和磁链误差的空间电压矢量,得出基于磁链与转矩的无差拍控制方法.相对于传统的永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法能够明显减小磁链与转矩脉动,并且保持了传统直接转矩控制中转矩动态响应快的优点.不同于传统的永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法由于使用了空间电压矢量调制,系统在不同工况下具有恒定的开关频率.仿真和实验结果验证了所提出方法的正确性和可行性.     

一种串联有源电压质量调节器的移相控制技术

对一种串联有源电压质量调节器运行中直流侧存在的电压泵升现象进行了分析,并对采用移相控制技术来抑制直流电压泵升时电网过电压倍数、负载功率因数、移相角及补偿电压大小之间的关系进行了理论分析。以低压配电系统用串联有源电压质量调节器装置为例,对上述各量进行了计算,获得了一组控制直流电压泵升的实用设计曲线。在此基础上,提出了通过对串联有源电压质量调节器直流侧电压进行闭环控制的移相技术实现方法, 达到根据电网和负载运行状况自动对负载参考电压进行渐进移相的目的。3 kW单相串联有源电压质量调节器实验结果表明,移相及直流侧电压泵升抑制效果非常好,是一种实际可行的控制方法。     

电力电子集成模块中压接结构及其电接触特性

提出了一种在电力电子集成模块内使用的簧片压接互连工艺,该工艺具有很高的长期可靠性,核心是使用铍青铜制作的弹簧,该弹簧不仅提供足够的压接力,同时还实现可靠的电气连接。压接工艺具有十分优良的抵抗热应力的能力,并且工艺流程也很简单。研究了压接工艺的电接触特性。基于该工艺研制了一个4 kW的半桥集成模块,并通过温度循环实验和功率考核实验证明了工艺的可行性。