基于多级注入式电流源变换器的STATCOM建模与控制

介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCOM的数学模型,对STATCOM的非线性数学模型进行局部线性化。通过分析给出了控制策略框图,利用PSCAD/EMTDC对所建模型进行仿真,结果表明,该结构的STATCOM具有良好的动态、稳态特性,并验证了所提出控制策略的可行性。

电流源变换器直流链电流纹波抑制策略研究

电流源变换器直流链电感电流纹波是系统运行的重要性能指标之一。实际应用中可通过提高开关频率或增大电感值减小直流链纹波。然而,提高开关频率会引起系统开关损耗增加,增大电感值会导致系统体积增大、成本提高。为了解决上述问题,首先分析传统方案电流纹波的时域表达式,揭示传统方案存在的问题,然后提出一种基于优化开关矢量序列的新型控制方案,其效果是：在不增加开关频率和硬件的情况下,有效减小了直流链电流纹波。搭建TMS320F28335DSP＋XC3S400FPGA数字控制硬件实验平台,对提出方案进行实验研究,实验结果验证了提出方案的有效性。

感应电机用电流源变换器设计中的控制方法探索

文章介绍了供感应电机使用的电流源变换器的基本原理,阐述了不同工作模式下的换流方式和避免补偿电容引起谐振的方法,并给出了电机的电流电压波形。

电网电压不平衡下电流源并网变换器控制研究

电流源并网变换器在电网电压不平衡情况下运行时,电网电压中的负序分量会引起直流侧出现低频脉动,同时导致网侧电流出现低次谐波,影响系统运行。为了解决此问题,首先建立电流源并网变换器系统数学模型,推导出直流侧输出电流和电压关系的表达式,揭示出传统方法存在的问题。然后利用瞬时功率理论设计电流环参考指令,通过控制输入侧有功功率恒定的方式减小输出电压低频脉动。为了进一步提高系统性能,提出一种新型控制策略,通过直接控制输出侧变量消除输出电压低频脉动,同时输入侧电流正弦。最后对3种方法进行对比实验研究,结果验证了提出方法的有效性。

新型注入式多电平电流源型变换器的研制

给出了大功率应用场合下多电平注入式电流源变换器的拓扑结构和开关触发时序。该拓扑通过控制与多抽头电抗器相连的开关器件,产生一定规律的多电平电流注入到常规12相主桥变换器中。主桥开关器件1个电网周期开关1次,开关频率低,将具有一定规律的电流波形注入2个并联主桥,不仅降低了一次侧交流输出电流的谐波畸变率,而且实现了主桥零电平换相。实验装置采集波形与PSCAD/EMTDC仿真波形吻合。

基于自耦变压器的多电平注入式电流源型变换器

多脉波整流技术对于减小电网谐波有着重要意义。传统的隔离型多脉波整流器由于隔离变压器体积和容量大而受到限制,本文提出了基于自耦变压器的多电平注入式电流源型变换器,在减小网侧电流谐波的前提下,有效地减小了变压器的等效容量和体积,并在直流侧引入新型注入电路,令主桥开关能够完全实现零电流切换。通过分析新拓扑的工作原理,给出了系统的数学模型,对直流侧电压、交流侧电流特性和系统各部分容量值进行了详细分析,并与传统自耦型12脉波变换器进行了对比。通过仿真验证上述结果的正确性,证明该系统的实用性和经济性。

基于电流源型变换器的大型同步发电机励磁

将基于全控开关器件的电流源型变换器用于大型同步发电机励磁,采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术控制开关状态。利用dq坐标系的间接电流控制实现对SPWM电流源型变换器功率双向流动的控制。验证了SPWM电流源型变换器带大电感负载运行的可行性。仿真试验表明,与传统可控硅励磁相比,整流时该励磁系统能向发电机端发出或吸收无功,逆变时能使励磁电流快速下降、加快励磁系统调节速度、发电机故障时实现交流灭磁。

具备零电流开关与谐波抑制的电流源型变换器新拓扑

为了克服传统电流源型变换器(current source converter,CSC)交流侧需要加装大容量交流电容器作为缓冲装置的缺点,将直流电流分配电路与传统并联式12脉波CSC相结合,研究了一种可以省去交流电容器并能有效抑制谐波的并联式7电平电流注入式电流源型变换器拓扑。该拓扑具有以下特点:通过开闭直流电流分配电路中的开关元件,将直流电流变换成2路幅值相同、相位互差30°、6倍于基波频率、7电平阶梯形周期变化且具有零值区间的三角波注入电流,两主桥开关元件在注入电流的零值区间内进行切换,实现了零电流开关(zero current switching,ZCS);变换器交流侧不需要配置大容量交流电容器,降低了设计成本,提高了系统的可靠性;主桥开关频率为50Hz的前提下,利用7电平阶梯形三角波注入电流可增加交流输出电流的电平数,改善了电流波形的谐波特性,使交流输出电流近似正弦波。另外还详细分析了新拓扑的工作机理,在PSCAD/EMTDC平台进行了仿真研究,搭建了实验平台,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性。结果表明,所提出的新拓扑性能优良,结构简单,具有实用价值。

采用逆阻型IGBT的零电流开关PWM电流源型半桥变换器

电流源型半桥变换器(current-fed half-bridge converter,CFHB)由于变压器漏感的存在引起了开关管关断电压尖峰。为解决这个问题,该文提出一种新的ZCS PWM CFHB变换器,主功率器件选用逆阻型IGBT(RB-IGBT)可以彻底消除主功率管的电压尖峰和有效减小谐振电流峰值。该文详细分析了这种新型变换器的工作原理和特性,并在一个600W的原理样机上进行验证,最后给出试验结果。

并联多电平注入式电流源型变换器的新型拓扑

根据多电平注入交直流变换原理,设计了一种新的并联多电平注入式电流源型变换器拓扑结构,注入开关的导通电流为直流输出电流与电平数的比值。新型拓扑中每个注入支路单元由2个等效开关和1个独立电抗器构成;同一注入单元的开关交替通断;不同注入单元的开关采用状态遍历的开关控制方法,使处于通态的各单元开关平均分配直流输出电流。以三电平为例,对系统电压、电流波形及开关控制方法进行了论述,并在PSCAD/EMTDC软件环境下进行了仿真,分析与仿真结果表明了新型拓扑的良好特性。与现有的并联多电平注入式电流源型变换器拓扑结构相比,新型电路结构中注入单元开关器件的电流容量和开关通断时的电流变化率降低;各注入单元支路开关通态时间延长。

基于晶闸管电流源型变换器的STATCOM实现

该文设计了一种大功率应用场合下,主桥路采用晶闸管控制的电流源型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)。该变换器融合多电平技术、电流注入技术,使得主电路中功率器件的开关频率较低,降低了开关损耗;注入电路所固有的零电流特性为主电路中使用晶闸管提供了可能,实现真正意义上的软开关。利用PLECS软件对STATCOM模型进行仿真,结果表明能够实现灵活的无功功率全范围控制。制作实验装置采集波形验证了系统能够实现灵活的功率调节。

电流源型半桥变换器启动冲击及开关管关断电压尖峰问题研究

针对电流源型半桥变换器存在的启动冲击电流过大以及开关管关断电压尖峰问题展开研究与分析。在介绍电流源型半桥变换器稳态工作原理的基础上,分析了电流源型半桥变换器开关管关断电压尖峰产生的原因以及启动冲击电流过大的原因,针对这两个问题提出了改进措施,增加了有源吸收电路,并给出了启动时的控制方法。最后搭建了一台28 V输入/180 V输出、250 W的电流源型半桥变换器样机进行了实验研究,研究所提出的电路改进措施和控制方法的可行性。

大功率强迫换相电流注入多级变换器新拓扑

工程应用中,大功率变换器大都采用电压源型变换器。为解决常规电流源变换器所遇到的难题,提出了一种注入式多电平电流源型大功率变换器。基于直流侧注入阶梯电流,采用交流侧输出理想正弦交流的注入方法,对变换器注入开关时序、交流侧输出电流和直流侧注入电流变化规律进行分析。研究结果表明,该变换器主电路功率器件的开关频率为工频,降低了开关器件的动态损耗;主桥功率器件在零电流时换相,实现了真正意义上的软开关技术;变换器交流侧不需安装滤波装置就能输出高质量的电流波形。

一种新型电流源型变换器

对直流纹波注入的概念进行了介绍,在此基础上对基于多电平注入式的新型电流源型变换器进行了分析,并且基于PSCAD/EMTDC的软件环境下进行了仿真分析。通过对九电平注入仿真波形的分析,总结了此新型拓扑结构和仿真波形特点,给出了具体的触发方法。此新型电流源型变换器融合了多电平、谐波注入和软开关的技术,不仅为主桥开关的切换提供了安全可靠的零电流条件,而且具有很好的谐波抑制能力,减少了交流侧安装大容量交流电容作为吸收电路的不便。由于注入电流的多级变换,所以减少了对注入开关容量的要求。

多电平电流注入式变换器在高压直流输电线路中的应用

介绍了一种由多电平电流注入式(MLCR)电流源变换器组成的背靠背高压直流输电系统,是以并联的变换器结构为基础。因为MLCR在换相期间建立一个零电流区域,这个被提议的背靠背结构允许继续使用晶闸管阀,而没有失去自换相过程的控制灵活性。很多的EMTDC仿真证明,背靠背高压直流输电内部连线控制结构的满意的响应,是改变有功和无功功率的运行条件。

推挽式双向电流源高频链DC-AC功率变换器初析

提出了一种推挽式双向电流源高频链DC -AC功率变换器的拓扑结构 ,并简要地阐述了其工作原理和控制方案。 5 0KHZ开关频率、 5 0 0w/40 0HZ输出的仿真结果表明该变换器具有拓扑结构简单、双向传输功率、器件少。

一种新型并联三电平注入式电流型变换器拓扑

提出了一种三相并联型自换相三电平注入式电流型交直流变换器拓扑结构,给出了开关控制方案和进行了工作原理分析,该拓扑结构的电路完全满足多电平谐波注入原理的要求。基于PSCAD/EMTDC软件环境进行了仿真,验证了文中提出拓扑和控制方案的可行性。新型三电平注入式电流型变换器结构方便拓展到多电平,与现有的并联多电平电流型变换器拓扑结构相比,处于开通状态的注入电路开关平均分配直流输出电流,降低了对注入支路开关器件的电流容量的要求和开关通断时的电流变化率,为主桥开关提供了可靠的零电流开关条件,省去了设计制造大容量多抽头电抗器的不便。

电流源型变换器短路故障诊断技术研究

文章主要研究电流源型变换器短路故障诊断技术,分析了电流源型变换器的应用和发展、短路故障对电流源型变换器的影响以及短路故障诊断技术的重要性。在此基础上,介绍了电流源型变换器短路故障诊断技术,包括短路故障的表现和原因,电流源型变换器短路故障诊断技术的基本原理和方法,以及短路故障诊断技术的优缺点。描述了电流源型变换器短路故障诊断系统的搭建,系统硬件和软件的设计,以及系统实现的过程和步骤。最后,进行了试验结果分析和讨论,并提出了短路故障诊断技术在电流源型变换器中的应用前景和发展建议。

电流源型变换器短路故障诊断技术研究

文章研究了电流源型变换器短路故障诊断技术。介绍了电流源型变换器故障诊断技术的研究现状,对基于电流矢量的短路故障诊断方法进行了深入分析,包括方法的优劣势和原理。总结了研究成果和未来研究方向。文章重点讨论了基于电流矢量的短路故障诊断方法,该方法具有诊断精度高、实时性好等优点,可以有效地解决电流源型变换器短路故障的诊断问题。在未来的研究中,可以进一步优化基于电流矢量的短路故障诊断方法,提高诊断精度和实时性,同时也可以探索新的故障诊断方法,提高电流源型变换器的可靠性和稳定性,为实际应用提供更好的技术支持。

基于电流型PWM整流的电解电镀高频开关电源

针对大功率高频开关电源的输入整流级产生的无功和谐波等电能质量问题,研究了一种基于电流型PWM整流的高频开关电源。在分析电流型整流器的单相等效模型的基础上,提出了一种基于负载功率前馈的闭环控制方法,可实现系统的快速、高效整流。针对多台开关电源的并联均流问题,提出了一种阻抗匹配的自动均流控制方法,实现多台电源的稳定运行,通过仿真与实验验证了控制方法的正确性。