一种提高中频逆变器外特性的谐振控制器建模与带宽设计

外特性是衡量逆变器性能的重要指标,代表了逆变器输出电压受负载的影响程度,性能优良的逆变器通常具有较硬的外特性,其空载到满载过程中输出电压的变化量较小。目前谐振控制器法是提高双环控制逆变器系统较为可靠的方法。但是该方案应用于400Hz中频逆变器时,会在空载或轻载下在低频段产生相移,造成相频曲线穿越??,同时因为中频逆变器的谐振控制器中心频率往往接近截止频率,谐振控制器的相位移设计不当会影响系统开环传递函数的相位裕度,造成系统的不稳定。本文通过对包含谐振控制器的三相四桥臂逆变器在全负载状态下的小信号建模,结合经典控制理论,分析了系统相频曲线低频段穿越??时稳定性判断条件,提出了一套应用于中频逆变器的谐振控制器设计依据。据此设计谐振控制器,逆变器在提高外特性的同时在全负载范围获得了良好的稳定性能和动态性能。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

基于反激变换器的单级式DC/AC逆变器

单级式逆变器较传统的两级式逆变器,拓扑结构大大简化,减少了同时工作的开关器件的数目,降低开关损耗,在中小功率场合中的应用具有明显的优势.本文提出了一种新型的单级式隔离逆变电路-反激逆变器,文中对该电路的工作原理及控制策略进行了详细的分析,针对该电路过零点畸变问题提出了解决方法,并给出了电路主要参数的选取依据.最后通过仿真和实验验证了该新型电路的可行性.     

变压器双向磁化类变换器工作原理的讲解方法

在电力电子技术课程中,推挽式、半桥式和全桥式隔离型变换器电路属一类变压器磁芯双向磁化的基本电路,在实际中得到广泛的应用。如何给学生解释清楚铁心双向对称磁化的原理是一个教学难点。本文以推挽电路为例分析了铁心双向对称磁化工作机理。从带磁复位绕组的单端正激变换器的变压器铁心磁化工作原理出发,将推挽变换器看成是两个带磁复位绕组的单端正激变换器的组合。并从空载时占空比小于四分之一情况出发,循序渐进地全面细致地分析了各种负载情况下的工作原理,这种讲解思路严谨且易于被学生理解和接受。     

变压器分布电容对高频高压反激变换器的影响及其抑制措施

随着单端反激变换器在高频高压场合的应用,变压器寄生参数的控制对电路的正常运行以及性能优化尤为关键.文中对变压器分布电容对电路的影响进行了透彻分析,给出了一般性的模型,并以高输入电压低输出电压场合为例,对该模型进行了等效处理,继而详细分析了分布电容对电路工作产生的影响,归纳出有意义的结论,并基于以上研究,提出控制寄生参数的工程方法,并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性.     

改进型交错并联有源箝位反激变换器的研究

研究了改进型交错并联有源箝位反激变换器,该变换器利用交错并联的技术使变换器输入、输出电流频率提高了一倍,大大减小了输入、输出电流的脉动,也减小了对输入、输出滤波器的要求.详细分析该变换器的工作原理;讨论了两种控制方式对其性能的影响;给出了电路主要参数的设计原则.制作了一台80kHz,600W的原理样机,并通过实验验证了理论分析的正确性.     

非并网风力发电系统的电压协调控制

在非并网风力发电系统中,当风能突然增加或负载突然减少时,系统的功率平衡将被打破,从而造成直流电网中出现电压尖峰和电压升高,可能造成系统中功率器件的损坏。文中通过改变负载电流、输电线电压或注入电网电流等参考值,从而改变从直流电网吸收或向直流电网注入的电流值,抑制了电压尖峰和电压升高。仿真分析结果表明该控制方法能够起到很好的抑制作用。     

一种高增益交错耦合电感直流变换器

提出一种高增益交错耦合电感直流-直流升压变换器,适用于低输入电压、高输入电流的低压可再生能源发电系统应用场合,如光伏/燃料电池发电系统。该变换器在输入端把两个耦合电感的原边电流进行交错并联,减小了输入电流和输出电压纹波;两个耦合电感的副边串联后再与一电容相结合组成倍压单元,进一步提高变换器的电压增益。该电路结构中,使用两个交错串联的输出电容,它们既能回收利用耦合电感的漏感能量,又能钳位开关管的漏源电压,减小开关管电压应力,因此,有利于选择低导通电阻、高性能的开关器件以进一步减小功率管的开关和导通损耗。另外,耦合电感的漏感可使主开关管零电流开通,同时漏感也能控制二极管关断电流的下降率,大大减轻二极管的反向恢复问题。论文详细分析所提变换器的工作原理和稳态特性,最后通过一台实验样机验证了理论分析的正确性。     

中小型风力发电机组恒功率软失速控制策略

定桨距变速风力发电机组具有结构简单、成本低以及可靠性高等优点,在中小功率风力发电中具有较好的市场和应用前景。但是,系统的控制,尤其是额定风速以上的恒功率控制,实现却非常困难,目前还鲜有相关文献的报道。本文提出了一种适用于定桨距变速永磁同步风力发电机组额定风速以上的恒功率软失速控制策略,提出在额定风速以上时,通过控制发电机的输出电功率使风力机工作于失速区,实现了机组的恒功率运行。该控制策略不仅具有结构简单易实现、额定风速以上的恒功率运行功率脉动小,实现了软失速运行的优点,而且控制是基于直流侧的电压和电流信号的检测而避免了检测风速以及发电机的转速信号,降低了控制成本。为了验证文中提出控制策略的正确性,运用Matlab/Simulink搭建了仿真模型并在实验室建立了一台额定功率1.2kW的定桨距变速风力发电机组的实验平台。仿真和实验验证了文中所提出方法的正确性。     

输入电压不平衡时三相PFC整流器改进单周期控制策略研究

三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛重视。当输入不平衡时,三相PFC整流器直流侧输出电压将产生两倍于输入电源频率的脉动,该脉动信号经过传统单周期控制环路作用最终导致变换器输入电流产生较大幅值的三次谐波分量,影响输入电流品质。文章通过详细分析输入不平衡时,单周期控制的三相PFC整流器输入输出特性,提出在传统单周期控制策略中引入谐振控制器,从而可以有效抑制输入不平衡引起的单周期控制的三相PFC整流器输入电流中的三次谐波分量,进而大大改善输入电流品质。本文给出了谐振控制器的设计方法,建立了新的控制策略下的系统传递函数并分析了满足系统稳定性要求的设计准则。最后通过仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于输入不平衡时,改善三相PFC输入电流品质的有效性。     

三相并网逆变器的LCL滤波器设计

LCL滤波器正广泛应用于并网逆变器,但无阻尼时易使系统谐振,给系统的稳定性控制带来困难。在建立三相并网逆变器数学模型的基础上,采用基于d,q同步旋转坐标系的电压定向控制策略,使用被动阻尼抑制谐振。给出了被动阻尼LCL滤波器的设计方法,详细分析并比较其与单L滤波器的滤波效果,并分析了被动阻尼的选取对系统稳定性的影响,最后通过实验验证了设计。