不平衡电网下基于无源控制的MMC-UPQC电能质量综合治理研究

基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)可用于高电压下电压电流的电能质量综合治理,但当电网电压不平衡时,电流电压相位和幅值发生变化,给综合治理带来困难。将无源控制方法应用到MMC-UPQC中,以解决电网电压不平衡下的电能质量问题。首先,根据MMC-UPQC的拓扑结构,建立其在不平衡电网下的数学模型;然后,根据正负序分离方法,对检测量进行无需锁相环的分离;接着基于无源控制理论,搭建基于E-L模型的无源控制器,并将其应用到多电平、高电压的电能质量补偿系统中;最后,利用串联侧补偿电压和并联侧补偿电流的原理,通过协调控制综合解决不平衡状态下的电网电能质量问题。Matlab/Simulink平台实验结果发现基于所提无源控制器的MMC-UPQC系统响应时间小于0.05 s且总谐波失真度小于5%,验证了其解决电能质量综合治理问题的有效性和优越性。     

CLLLC谐振式变换器的广义预测控制

针对CLLLC谐振式双向DC/DC变换器的模型复杂、环路设计困难以及动态特性慢等问题,提出了一种基于低阶等效模型的广义预测电压控制GPVC(generalized predictive voltage control)算法.首先通过扫频方法拟合得到变换器低阶等效模型;其次设计一种基于模型的GPVC策略,构建成本函数;最后,搭建实验样机实现预测电压控制算法.实验结果证明了所提控制策略的有效性,在多种工况下相比传统PI控制方法具有更优的稳态性、动态性和鲁棒性.     

一种恒压恒流开关电源设计

分析了开关电源容性负载对电源电路可靠性和环路稳定性的影响,对现有模拟控制方案和数字控制方案进行了对比,提出了基于数字双环控制的恒压恒流控制方式.基于以上分析,较全面评估了恒压恒流控制在超大容性负载电源中的应用.最后,设计了具有恒压恒流控制的模块和常规控制方案电源模块.仿真和试验电路测试结果表明,具有恒压恒流控制的电源模块具有可靠性高、浪涌电流小的优点.     

考虑寄生参数的隔离型双有源桥DC-DC变换器的开关开路故障分析与容错控制策略

双有源桥(DAB)DC-DC变换器开关管的驱动电路故障导致开关开路故障(OCSF),这使得DAB系统拓扑对称性缺失、高频电压和电流发生畸变和直流偏置,进而对系统的可靠性和长期运行稳定性造成不良影响.对此,研究DAB开关管和高频变压器寄生参数对OCSF后系统运行状态的影响,以完善DAB故障分析体系.针对OCSF问题,提出一种基于对称拓扑和对偶原理的故障容错策略,通过闭锁开关使系统运行拓扑恢复对称,并在此基础上提出一种不改变控制器参数、只需改变控制器输出饱和参数的实用控制方法,并在理论上讨论了该方法的可行性.最后,通过实验验证了OCSF模态分析及所提容错控制策略的正确性.     

基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标,设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性,采用电压型推挽全桥逆变器,设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件;通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化;根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构,完成变换器电源变压过程;设计保护电路,保证电源可靠工作。实验结果表明,所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内,开关管实现了零压开通,变换器电源功率因数均保持在0.96以上,且效率高达95%。     

交流方波氩弧焊功率变换器

本文提出一种用于交流氩弧焊的功率变换器,它与具有陡降特性的直流焊接电源配套进行交流方波氩弧焊。文中介绍了其工作原理,性能特点及主要研究设计内容。结果表明,该方法是实现高质量交流氩弧焊的有效途径之一。     

基于模块组合多电平变流器的STATCOM研究

研究了基于模块组合多电平变流器MMC(Modular Multilevel Converter)的大容量STATCOM的控制策略。对MMC的工作原理和STATCOM运行特性作了分析,建立了M-STATCOM动态模型,并设计一种新的电容均压方法。同时,采用固定开关频率的直接电流控制策略,进一步增强补偿效果。最后利用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于网络控制的Boost变换器建模及时延分析

为适应电力电子系统集成化的要求,将网络控制引入电力电子领域,采用网络控制方式不仅能有利于电力电子模块化,还能提高系统性能。以电力电子领域常用的Boost升压变换器为例,基于状态空间平均法建立了其网络控制模型,分析了为保证系统控制要求的系统最大时间延迟,并给出了最大延迟计算方法,最后通过仿真验证了延时对系统稳定性的影响。     

一种低交叉调整率的四路输出DC/DC变换器设计

介绍了一款四路输出DC/DC变换器的设计,并给出了主要技术指标、组成方框图、电路原理图和变压器的绕制方法。该设计在保证纹波噪声、效率、体积和重量等重要指标均满足要求的情况下,仍具有低交叉调整率的突出优点。