Delta调节单相电流型高频整流器仿真研究

针对Ｄｅｌｔａ调节单相电流型高频整流器．给出了电路的数学模型．讨论了系统运行原理．且运用功能模块化仿真结构对系统进行了仿真研究．仿真结果与分析一致。     

降低Vienna整流器电流失真的无功补偿方法

Vienna整流器因其高效率和高功率密度而被广泛应用于各种电源设备的前级整流器。然而,该拓扑在整流器网侧电流纹波较大时存在电流过零点附近失真问题。现有的使过零相调制波箝位至零的电流过零失真解决方法不能从本质上消除电流过零失真。此处从矢量调制角度分析了电流失真机理,从电流过零失真问题的本质原因出发,提出无功补偿的方法解决电流过零失真问题,并与调制波箝位方法作对比,仿真与实验验证了所提方法的实用性。     

基于三相维也纳整流器的变基本空间矢量控制

针对采用定基本空间矢量-空间矢量脉宽调制控制的三相维也纳(Vienna)整流器在抑制直流侧电压波动方面存在缺陷的问题,提出一种变基本空间矢量-空间矢量脉宽调制(variable basic space vector-space vector pulse width modulation, VBSV-SVPWM)控制。将直流侧实时电压反馈回控制电路,构成VBSV-SVPWM控制,使得系统对于直流侧电压波动有着更好的响应性能。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证所述理论的正确性。试验结果表明,采用VBSV-SVPWM控制策略的三相Vienna整流器有着良好的运行性能,对直流侧电压波动有着更强的抑制能力。     

基于直流侧混合电压谐波注入的低谐波串联36脉波整流器

为满足整流器高电压输出和提升串联12脉波整流器谐波抑制能力,提出一种使用直流侧混合脉波倍增技术的低谐波串联36脉波整流器。基于隔离型串联12脉波整流器,在其直流侧设置混合电压谐波注入电路且负载端并联滤波电容,可同时抑制交、直流侧谐波,实现低谐波运行。混合谐波注入电路参与调制两个整流桥间电流和电压波形,最终使交流侧输入电压阶梯数由12提升至36。该文分析所提36脉波整流器工作机理,设计注入变压器最优电压比、功率管IGBT导通角及其控制电路,研究正常状态下和IGBT故障下整流器的运行特性,并使用硬件在环（HIL）测试系统验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提整流器器件利用率高、谐波含量低,IGBT故障下具备鲁棒性强、输出电压增益高的特点,可应用于高电压、高功率变流场合。     

基于电流畸变特性的整流器开路故障诊断系统设计与实现

半导体开关是影响电压源整流器VSR（voltage source rectifier）系统整体故障率的重要因素。为此,提出一种基于电流畸变特性的三相开路故障诊断系统,该系统由诊断模块、寄存器模块和决策模块组成。诊断模块使用滞环比较器来判断电流的变化趋势,从而诊断开路OC（open-circuit）故障;寄存器模块用于实现多开关OC故障诊断;决策模块用于输出最终结果。实验结果表明,该方法能够正确实现包括6种单开关故障和15种不同的双开关故障在内的故障诊断,故障诊断准确性好。此外,所提方法在负载突变、不同功率因数、电网电压不平衡和畸变以及不同的交流滤波器结构条件下均具有良好的抗干扰性能和较强的鲁棒性,平均诊断时间仅为3.68 ms。     

级联H桥整流器输出电压均衡控制及稳定分析

级联H桥整流器(CHBR)体积重量小,可成倍提高等效开关频率,适用于航空、车载等对供电电源具有高功率密度技术要求的场合。实现输出直流侧电容电压均衡控制是CHBR实际应用的技术难点,此处以单相两单元CHBR为例,分别结合单极性倍频调制与载波移相正弦脉宽调制(SPWM)控制技术,提出了一种输出直流电容电压均衡改进控制策略,并通过相量图定量分析了系统稳定域,给出了输出直流负载不平衡度的定量表达式。最后通过系统仿真和原理样机实验验证了理论分析的正确性。     

基于三相电流型PWM整流器的换流特性研究

电流型脉宽调制(PWM)整流电路通常需要在桥臂上管和下管之间加入叠流时间,以保证电流型PWM整流器(CSR)直流侧电流的连续性,然而叠流时间的引入会给网侧电流带来额外谐波,影响网侧电流的波形质量。针对三相CSR的换流过程进行了详细分析,指出了母线电压、负载电流、叠流时间等对开关管换流的影响,并通过双脉冲实验对上述影响因素进行了实验验证,最后给出了叠流时间设置的注意事项和优化方法。     

电网不平衡下的Vienna整流器网压重构控制策略

在电网不平衡条件下,三相Vienna整流器多数采用网侧电压延迟90°或正负序分离法实现对正负序分量进行控制,而对正负序分量分别控制会增加控制系统复杂性并降低控制效果。为此提出了一种电网不平衡下的Vienna整流器网压重构控制策略,通过对网侧电压进行重构,使输入至内环的参考电压为平衡电压,实现Vienna整流器的稳定运行。电流内环采用将多个准比例谐振控制器级联,可实现电流控制器的无静差跟踪并抑制多次谐波分量,提高网侧输入电流总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。直流侧电压外环采用滑模变控制,克服了PI控制器参数整定复杂与高超调量等问题。同时,在电网不平衡条件下也具有良好的暂态、稳态性能。最后,在Simulink中进行仿真分析并搭建实验平台进行验证。结果表明,该控制策略减小了网侧输入电流的谐波含量,且提高了Vienna整流器的抗干扰性能,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

基于输入电流和输出电压的Vienna整流器单管开路故障诊断方法

单管开路故障是Vienna整流器的常见故障形式,为提高单管开路故障诊断的准确性和可靠性,基于输入电流和输出电压提出了一种故障诊断方法。首先,分析单管开路故障时的故障机理,选取故障时输入电流和输出电压作为故障特征量;然后,通过检测输入电流的零值稳区和分析输出电容电压差的谐波变化,设计故障诊断方法;最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。所提出的方法结合电流、电压故障特性,在快速诊断的同时大幅提高了诊断结果的准确性和可靠性,在负载突变的情况下仍能正确工作,并且不需要添加额外的硬件设备,方便嵌入已有的控制系统中,能够实现单管开路故障的快速在线诊断。     

基于IGBT选型的整流器、逆变器损耗计算新方法研究

随着“双碳”概念深入人心,为满足企业对于节能减排、绿色发展的要求,以1 140 V/75 kW变频调速系统为研究对象,提出一种新颖的整流器和逆变器IGBT计算损耗方法,用于IGBT的选择和电力电子散热装置的设计。在实现过程中,考虑栅极驱动电阻和直流母线电压对损耗的影响,给出IGBT的导通损耗、总开关损耗、效率和结温的分析方法。基于IGBT损耗与结温的相互作用,得出IGBT结温曲线。并对IGBT进行了选择校核,仿真及实验验证了所提方案的正确性。