基于基准频率自适应谐波准谐振控制器的宽变频逆变电源控制研究

360~800 Hz宽变频交流电源系统是多电飞机电力系统的主要发展方向之一。为实现宽变频中频逆变电源在包括带整流型非线性负载等工况下的宽范围谐波抑制,保证其任意基准频率下的输出电压质量,提出一种基于频率基准自适应谐波准谐振控制器的控制策略。基于滤波电感电流反馈,设计了包含数字控制延迟补偿的有源阻尼方案,以抑制输出滤波器的谐振尖峰,对电压控制器的被控对象进行校正使系统得到简化;设计并采用积分与准比例谐振相结合的基波追踪控制器以消除基波频段的稳态误差;提出基准频率自适应的补偿角度设计方法以实现谐波准谐振控制在电压环控制带宽之外的谐波抑制。在理论分析的基础上,搭建了一台300~800 Hz/600 W单相逆变器样机并进行实验测试,结果表明,采用该控制策略的逆变器能够实现宽基波频段内任意基准频率下的宽范围谐波抑制,且具有良好的稳态和动态输出特性。

车载逆变电源的设计与实现

为解决车载电源的转化问题,提出一种将汽车车载电源从直流12 V转化为交流220 V的车载逆变电源设计方法。该方法将直流12 V作为输入,通过前级升压和后级逆变2个功率转换电路,得到220 V/50 Hz的正弦交流电压。前级升压电路以SG3525作为主控芯片,采用推挽变换电路拓扑结构,利用高频变压器进行隔离升压,通过设计直流母线电压负反馈电路,避免出现直流母线电压的过压;后级逆变电路以EG8010作为主控芯片,采用全桥拓扑结构和SPWM控制技术,通过设计过压过流保护电路和过温保护电路,避免电路过压和过温。实验结果表明,该车载逆变电源在输入直流电压为(12±1.5) V的范围内均可输出稳定的交流电压(219.5~220.1 V),且整机测试效率保持在97.5%左右,具备良好的参数性能。

亭子口电站泄洪坝直流逆变电源优化改造

目前亭子口电站泄洪坝逆变电源模块自投运以来频繁故障,导致模块通讯和输出异常,且维护时厂家售后支持力度不足,目前该产品异常情况仍未得到妥善解决,均带病运行,且倒换厂用电时逆变模块无输出,造成所带负荷电源短时中断,严重影响设备运行。本文针对原泄洪坝逆变电源模块存在的问题,简要介绍了对其进行改造及优化的细则。

计及控制切换的逆变电源并网系统故障计算方法

并网逆变电源的故障特征受控制策略影响极大,非线性特性显著,传统故障分析方法无法适用。为精确描述故障期间系统电压和电流的变化过程,该文考虑了电力电子换流器的通流能力、故障后的控制策略切换、控制系统的非线性、状态变量的耦合性等因素,提出了一种适用于描述系统时域响应的全状态变量接续求解法。通过控制系统和一次电路的数值积分和微分方程组解析的接续求解得到系统状态量的时域变化全过程。该文以构网型逆变电源并网系统为例,建立PSCAD仿真模型和数学模型,通过仿真结果与该文所提方法的计算结果进行分析和对比,验证了方法的有效性和正确性。

船用多级式单相逆变电源传导发射的抑制技术

此处针对船用多级式单相逆变电源电磁兼容设计中的传导发射(CE101和CE102),研究其测试方法,分析其超标原因。通过采用PR控制策略抑制了多级式单相逆变电源的二次谐波电流,使其满足CE101要求。通过设计合适的滤波器,使其满足CE102要求。实验证明采用PR控制策略及合理的滤波器设计对多级式单相逆变电源传导发射有非常明显的效果。

基于MATLAB的车载逆变电源的设计与仿真

随着时代的发展,汽车已成为人们生活中必备的交通工具.在汽车的配置中,人们会使用车载冰箱、笔记本电脑等设备.这些设备的供电要求是220 V/50 Hz的交流电源,但是普通汽车只能够提供12 V的直流电源.因此,一款匹配的车载逆变电源就显得尤为重要.通过PID控制的单极性SPWM调制技术,结合两级式变换电路,设计一款车载逆变电源.该电源可将12 V直流电变换成220 V/50 Hz的交流电.利用MATLAB软件对该系统的结构及控制策略进行模拟仿真,仿真测试数据表明,该车载逆变电源符合设计指标.

计及锁相环动态特性的逆变电源双向故障诊断方法

为准确诊断逆变电源故障,提出一种计及锁相环动态特性的逆变电源双向故障诊断方法。考虑到锁相环动态特性,采用时域分析法对逆变电源信号的故障特征参量进行描述,同时对故障信号电压相位进行变换;然后利用对称分量理论确定瞬时值以诊断逆变电源双向故障。实验选择并联逆变电源故障作为测试对象,按照开路故障、短路故障以及负载电阻故障形式进行划分,分别诊断不同故障下的电压数据的波峰系数。实验结果表明,所提方法检测出的波峰系数与正常态波峰系数范围(1.63,1.68)、VT_(1)开路波峰系数(1.80,2.10)、VT_(2)开路波峰系数范围(1.91,1.95)、VT_(2)短路波峰系数(1.65,1.70)、负载电阻开路波峰系数(1.90,1.92)基本一致。证实了所提方法可以实现故障电压波峰数据的精准判断,具有应用价值。

高压大功率逆变电源过流保护电路的实现研究

IGBT(绝缘栅双极晶体管)驱动与保护是高压大功率逆变电源设计中的重点。一般情况下,IGBT只能承受几微秒的过流时间,这就必须要有可靠的过流保护电路,确保电源运行的可靠性、稳定性。常规的过流保护电路判断IGBT是否过流主要是检测发射极、集电极电压等参数。过流信号电路在经过IGBT时会产生低电平信号。文章提出以2SD315A为核心的IGBT过流防护方案,该方案具有更强的抗干扰性能,可避免跳闸保护频繁动作,确保在IGBT过流允许时间内完成动作。

大功率逆变电源典型故障原因分析及改进措施

根据GJB9001C-2017中质量问题处理的相关工作要求,对大功率逆变电源调试过程中出现的两例典型设备保护停机故障进行定位和机理分析,并采取措施排除故障,进行问题复现,验证整改措施,确定故障原因为逆变电路电容载流量或者电容大小不满足设计及使用的工况要求,产品质量得到大幅提升并有效的丰富了设备故障库。最后经过举一反三,明确后续电路设计要充分考虑在整个电路中的载流量要求,以及多台逆变电源并联配合时电容的选择要求,谨慎选型。

交流不间断电源和逆变电源在直流电源系统中的应用

在直流电源系统中,不间断电源(UPS)和逆变电源都是常见的应用设备,它们在保证电力供应可靠性和稳定性方面都发挥着重要作用。在智能的分布式控制下,它们都具有自我诊断和自我修复的能力。集成的DC和AC不间断电源系统(以下简称集成电源)是一种用于电力供应的综合系统,其可以同时提供直流(DC)和交流(AC)电源。集成电源系统可实现电网的经济可靠运行,可节约能源并减少能耗,并可提供强大的技术支持和保修服务。其结合了高频开关、计算机、电力电子等技术,采用了可热插拔的冗余式模块化设计。其监视单元具有远程控制、远程测量和远程信息处理等功能,被广泛应用于变电站的无人监控。本文以智能电网中交流不间断电源和逆变电源在直流电源系统中的应用为研究背景,分析了交流不间断电源和逆变电源的优点和特征,讨论了变电站交流不间断电源和逆变电源的组成,设计了交流不间断电源的实际应用系统,以期为直流电源系统的优化升级和应用研究提供参考。

车载逆变电源的开发

采用两级式变换电路结构设计了功率等级为1000 W的车载逆变电源,系统的前级DC/DC采用推挽升压电路与PI控制策略,系统的后级DC/AC采用全桥逆变电路与PI加重复控制的复合控制策略,对样机进行功率测试。测试结果表明,逆变器输出效率达到93%以上,最高可达95.64%。

单相级联H桥逆变电源及其矢量控制

级联H桥逆变电源具有输入均压、输出谐波含量低等优点,在大功率范围内得到了广泛应用。首先对单相级联H桥载波移幅调制输出电压进行谐波产生的机理分析,采用一种改进的三角载波与调制波进行载波移幅调制,减小载波谐波以及边带谐波含量。针对传统控制方法对非线性负载输出电压具有较高的THD和较大的稳态误差,通过FFT变换虚拟出无功电压,设计了矢量控制器并对其进行简化,省略了电压环q轴控制器的设计,获得了更快的收敛速度、更高的稳定性和更小的振荡。仿真和试验结果验证了所提调制算法和控制策略具有更强的抗扰动性能,可以适应不同类型的负载变化和直流电压侧的电压波动,实现了逆变电源的快速动态响应和无稳态误差控制。

三相逆变电源相间短路暂态响应分析研究

为实现三相逆变电源相间短路过程中输出电压电流的定量分析,首先在三相逆变电源复频域模型的基础上,建立了三相逆变电源相间短路复频域模型;然后,利用三相逆变电源结构与回路电压电流方程,求解了电路中电感电流、电容电压与桥臂中点电压的初始状态。在相间短路复频域模型与关键电气变量初始状态的基础上,利用拉普拉斯反变换建立了相间短路解析模型,求解了故障线电压跌落的暂态全响应原函数与短路冲击电流幅值;最后,对解析模型进行了简化,提出三相逆变电源相间短路简化模型,并将模型结果与Matlab Simulink模型仿真结果进行了比较,验证了所提出的暂态响应模型计算结果的准确性。

基于多次采样的中压大容量逆变电源建模及控制参数全局优化

中压大容量逆变电源可以实现中压直流至低压交流的电能变换,如何在低开关频率下实现较高的动态响应能力是其核心瓶颈问题之一。针对上述问题,该文尝试引入多次采样控制技术。首先,建立中点钳位(NPC)H桥组合式三相逆变电源主电路的状态空间平均模型,并基于Pade近似建立考虑多次采样的逆变电源系统级闭环模型。然后,基于上述模型分析不同采样次数下系统的动态特性,分析结果表明,多次采样能增大系统带宽、降低系统超调量和扩大系统控制参数的选取范围;进一步提出基于闭环带宽的采样次数选取方法。再次,分析闭环系统对控制参数的灵敏度,进而对控制参数进行全局优化。最后,通过等比例缩小实验平台验证了该文所提方法的有效性。

一种全桥单相SPWM数控低压变频逆变电源设计

设计了一种全桥单相数控低压变频逆变电源。该逆变电源由正弦波脉宽调制电路(SPWM)、IR2104驱动电路、全桥电路、LC低通滤波电路以及电压电流采样电路构成。通过STC8H单片机发出两路互补的SPWM波,再经过IR2104驱动模块得到四路互补的SPWM波,分别推挽驱动全桥电路中四个MOS管通断,从而完成直流电到交流电的转换,同时A/D实时监控逆变后输出电压、电流,主控制器得到反馈后通过闭环调节SPWM的占空比,控制输出电压、电流保护电路安全。通过实验验证表明该设计基本实现数字化控制指标要求,可调控输出电压0 V~36 V、可调控输出频率2 Hz~200 Hz。

一款基于串联谐振软开关技术的车载逆变电源设计

设计采用一款基于串联谐振软开关技术的1kW车载逆变电源,对其工作原理进行分析,并对其中主要电路参数进行计算,试验结果验证该技术可实现推挽电路开关管的零电压开通和零电流关断,能够提高逆变电源的效率。

基于DSP的光伏逆变电源设计

光伏逆变电源是光伏发电系统中的重要能量变换装置,直接影响着电能质量和转化效率。文章选取两级式结构对光伏逆变器进行分析设计,在电路拓扑结构的基础上进行控制策略的研究,对于系统前后级分别进行控制,完成了系统软硬件设计。通过对输出电压波形和数据进行分析,得到的逆变电源输出电压波形良好,谐波含量低,验证了该设计方案的可行性与稳定性。

机车车辆逆变电源电磁兼容潜在问题建议

逆变电源的传导骚扰对机车车辆直流供电系统的电源品质影响很大,为避免引起对其他设备的电磁干扰问题,现行版本的行业标准GB/T 24338.4-2018(轨道交通电磁兼容第3-2部分:机车车辆设备)和GB/T 25119-2021(轨道交通机车车辆电子装置)对供电输入端口在150 k Hz~30 MHz频段具有传导发射的限值要求,同时,对输出公共供电的端口也具有谐波发射的限值要求。本文基于对传导骚扰问题的分析,从设计角度论述潜在的直流供电系统被逆变电源干扰的隐患、原因,并提出对逆变电源在输入端口和输出端口电磁兼容性技术性约束的建议。

基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法

正弦波逆变电源输出受到瞬时值反馈不及时的影响,导致电源输出均衡性较差。为了提高正弦波逆变电源的稳态控制能力,提出基于数字信号处理DSP(digital signal processing)的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法,建立逆变电源系统基本结构,构建三相级联H桥控制电路,并完成控制电路的构建及电源电路的设计。在零序电压的反馈调节下,实现电源电压的平衡控制和电压自均衡耦合调节,利用电压自均衡耦合控制器对正弦波逆变电源的输出功率进行补偿抑制;利用DSP技术对电源输出信号进行反馈处理,得到瞬时值反馈的控制优化算法;对逆变电源控制系统的软件及硬件进行优化设计,完成基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制。测试结果表明,使用该方法进行正弦波逆变电源控制的输出增益较高、控制稳定性较好、对电源输出的电流纹波抑制能力较强,提高了电源的输出质量。

中频小功率三相逆变电源的研制

介绍了一种适用于小功率场合的 4 0 0Hz三相逆变电源。该电源采用 80C196KC作为主控芯片 ,SPWM波的产生由专用集成芯片SA4 82 8芯片独立完成。试验结果表明 ,该电源输出波形良好 ,性能满足要求。