关于电力电子技术教学中MAtlAb/Simulink的应用研究

介绍MAtlAb/Simulink仿真软件的功能和仿真过程.以三相桥式全控整流电路为例,进行建模和仿真分析,并用于教学中.     

内蕴电压平衡控制的飞跨电容逆变器的PWM方法

采用多电平结构是逆变器实现高电压大容量化的有效途径。飞跨电容逆变器因为只需要一个独立直流供电电源、电平数易扩展、控制灵活等优点而备受青睐，但是电容电压的平衡问题却制约其推广应用。针对此问题，该文提出一种内蕴电压平衡控制的PWM方法，该方法由直接PWM算法和基于最大单元电压偏差抑制的开关状态选择法则组成，前者是由给定的ABC坐标系下的参考电压来确定逆变器所需输出的电平电压、相应的作用时间及作用顺序；后者是确定逆变器的开关状态以产生已确定的电平电压，同时控制电容电压的平衡。该PWM方法理论上适用于任意电平的飞跨电容逆变器，它不但能够有效控制电容电压的平衡，而且还能够保证功率开关频率的均衡、便于数字化实现。该文给出了该方法的数字化实现原理。最后，基于飞跨电容五电平变频器对所提出的PWM方法，做了详尽的仿真分析和大量的实验验证。     

逆变器并联系统中谐波环流抑制的研究

逆变器中,电压瞬时值反馈调节对死区等因素造成的输出电压波形畸变有着很好的校正作用,但在实验中发现,对于大功率逆变器,由于滤波电感及并机电抗都很小,使得死区等因素可引起很大的谐波环流,而电压瞬时值反馈控制对这种谐波环流的抑制能力是非常有限的。该文为研究谐波环流的产生机理及瞬时值反馈控制对谐波环流的抑制作用,建立了基于谐波扰动的逆变器模型。研究表明,瞬时值反馈控制对谐波环流的抑制能力与其波形校正能力存在相互关系。通过对电压单环,电压电流双环控制的谐波环流抑制能力的比较,发现波形控制效果较好的瞬时值反馈控制,对谐波环流也有较好的抑制作用。仿真与实验验证了上述结论。     

A Novel Method of "Double delta Modulation" on Tracking Control of PWM converters

非线性跟踪控制是SPWM变换器的重要控制策略之一。提出了一种新型双重△调制跟踪控制方法,它由一个无滞环比较器和一个载波周期定时器组成。比较器产生PWM信号的上升沿,使得跟踪控制响应快,精度高;定时器决定PWM信号的下降沿,它保证了开关周期固定不变;文中提出了一个按周期对比较阈值进行预估调节的算法,该算法可使每个周期的平均跟踪误差均为零,同时可以抑制子谐振和跟踪失步。对三相四线电压跌落补偿系统电压跟踪的仿真研究证实了“双重△调制”策略和比较阈值的一步预估算法的有效性。最后对一个单相半桥逆变器的电流跟踪控制给出了实验结果。     

基于零序谐波电流注入的三相功率因数校正技术研究

提出一种基于零序电流注入的三相高功率因数校正拓扑电路,采用四芯柱三相变压器实现零序电流注入,控制输入电流,使其瞬时跟踪整流输出电压的正半周和负半周波形,在三相无中线的电源系统中实现了装置输入的高功率因数,抑制了电力电子装置的网侧电流谐波。同时,该文分析了电网电压不对称不影响零序电流注入电路,实验结果也表征了这点。最后,通过对实验装置的测试,给出了实验结果,验证了本文提出的高功率因数校正拓扑电路是正确性的。     

优良综合性能的正激式高频环节交－交变换器

新颖的正激式高频环节交-交变换器,是实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器的关键技术基础,其电路结构由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成,能够将一种不稳定的劣质交流电变换成另一种稳定、优质的同频交流电,具有高频电气隔离、拓扑简洁、两级功率变换(LFAC-HFAC-LFAC)、双向功率流等优点。研究了该类变换器的电路结构与拓扑、控制策略,给出了关键电路参数设计准则。设计并研制成功的1kVA220V±10PHzAC/110V50HzAC正激式高频环节交-交变换器工程样机表明,该类变换器具有输出波形质量高、变换效率高、功率密度高、网侧功率因数高、负载适应和过载能力强、音频噪音低、体积重量小等优良的综合性能。     

大功率电力电子装置试验方法及其等效机理

大功率电力电子装置试验方法的理论研究一直处于混沌状态,需要有系统化的理论指导。该文基于电力电子装置的特点,分析了试验目标与层次的确定、物理试验方法、可靠性试验等,提出“数字辅助试验”的概念。建立用于试验等效机理研究的数学模型,提出试验等效的原则,分别阐述了用于试验等效性分析的解析法、灵敏度法、目标函数优化法和相似理论法,给出等效机理的评价方法,并分析了试验装置的设计原则和方法。为今后各种大功率电力电子装置的试验方法及等效机理的研究提供了理论基础。     

输入串联输出并联的直流变换器控制策略研究

输入串联输出并联型直流变换器能降低开关管的开关应力,适用于高输入电压、大功率的直流变换场合。为了保证该变换器的可靠工作,必须确保其输入分压电容均压和输出电流均流。文中首先从能量的角度出发,分析了输入串联输出并联型直流变换器的输入均压和输出均流之间的关系,指出输出均流控制不能保证输入均压,而输入均压控制可以确保输出均流;然后提出一种新的输入均压的控制方法,在保证输入均压和输出均流的同时,该方法可以实现输入电压的均压控制与输出电压的调节相解耦,有利于分别独立设计各个输入电容电压和输出电压的闭环控制,同时交错控制下的电流纹波抵消效应使输出滤波电容得到了减小;仿真和实验结果验证了该方法的有效性。