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。     

基于差补调制方式的级联H桥逆变器单元故障控制方法

为了增加级联H桥型逆变器单元故障后的输出能力,采用逆变器中性点偏移的工作方式,使逆变器非故障部分继续工作,输出最大幅值的对称线电压,但同时中性点的偏移也造成了电压谐波的增加。该文以6单元串联H桥系统为例进行分析,提出中性点偏移前后采用差补调制方式来控制逆变器,可以减少电压的谐波含量,且参数易于调整。与目前所采用的其它控制方法相比,该方法不仅提升输出合成电压的幅值,而且有效控制了电压的谐波含量,从而减少故障对系统的影响,提高级联H桥逆变器系统的可靠性。系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。     

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。     

基于免疫遗传算法的逆变器控制

随着电力电子技术的发展，逆变技术被越来越广泛的应用于生活的各个领域。其中逆变器控制的研究是目前研究焦点之一，并出现了许多有效的控制策略。但什么样的开关控制才能达到最优控制？提出采用免疫遗传算法来求取逆变器开关最优控制序列，目的是在保留遗传算法原有优良特性前提下，力图有选择、有目的地利用实际对象的特征信息来优化进化过程，使之达到快速、准确和高效的目的。给出了具体操作流程，并通过编写C语言算法程序进行仿真试验,证明该算法能够在25次迭代内快速收敛到最优解，而且与常规控制策略所得出解的适应度有较大程度的提高。搭建了一个DSP动态试验平台进行模型实验，仿真和试验的结果证明该算法的可行性和有效性。     

一种新型全桥零电压转模 PWM DC-DC变换器

针对移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重以及转换效率较低等缺点，该文提出了一种新型的全桥ZVT PWM DC-DC变换器拓扑。这种电路在传统移相ZVS PWM DC-DC变换器的基础上增加了两个无源网络，其中一个并联在原边的主电路中，为滞后桥臂实现零电压开关提供条件；另一个串联在变压器的副边，以减小变压器的导通损耗。这种电路有宽零电压负载范围，占空比丢失小等优点，可以提高了开关电源的效率，且输出性能好。该文分析了变换器的工作原理以及滞后桥臂零电压开关的实现条件。该文采用了DSP作为控制芯片，实现了系统的双闭环控制。最后研制了一台功率为600W，工作频率为100kHz的样机，实验结果验证了这种新型全桥ZVT PWM DC-DC变换器相关理论的正确性。     

并联混合型有源滤波器电流跟踪的迭代学习控制

在并联混合型有源电力滤波器控制中,由于传统PI控制只能对直流给定信号进行无差调节,对周期量谐波滤波效果不够理想。该文根据稳定性负载电网谐波具有重复周期性特点,提出了PI型迭代学习控制算法,并引入遗忘因子学习律,增强系统鲁棒性。同时通过模糊推理构造参考电流误差的D型学习律前馈环节,提高了系统的跟踪精度。该控制方法计算量小,易于实现。仿真分析与现场运行结果表明了该控制方法的有效性。     

电力电子和未来的航海电气系统(上)

明天的航海电气系统将同今天的系统有极大的不同。电力电子给予船舶上包括推进、电力分配、备用电源、声纳和雷达等在内的各种系统的进展以重要的影响。刚刚出现的新材料、新器件和新的系统概念(诸如宽带半导体材料、碳化硅基的电力半导体器件、电力电子模组(PEBB),以及集成功率系统)正在使、并将持续地使未来的航海系统有别于今天的系统,如同内燃船舶有别于蒸汽船舶。但是,这些正在实现的技术和有关概念还未被大家所周知,而且还有难于理解的地方。本文就将介绍这些新概念和新技术,指出潜在的影响力,并揭示新的设计方法,以推动航海电气系统的发展。