一种三电平变流器故障诊断及容错控制策略

针对中点箝位(NPC)三电平变流器的开关器件故障问题,此处提出一种NPC三电平变流器IGBT开路故障诊断方法与软件容错控制策略。首先,分析了NPC三电平变流器IGBT开路故障时的运行状态,选取直流侧3个桥臂相电压和输出三相电流作为故障初始数据,通过互补集合经验模态分解(CEEMD)算法和能量占比特征提取方法得到故障特征矩阵。然后,将特征矩阵输入参数改进后的1D-CNN框架并实现IGBT的开路故障定位。故障定位后,针对IGBT单管故障提出一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的容错控制策略,通过切换空间矢量使得NPC三电平变流器容错运行。最后,搭建仿真和实验平台,验证了所提故障诊断和容错策略的可行性和可靠性。

基于前n选择排序的M3C多步启动策略

针对模块化多电平矩阵变换器(M3C)传统两步式启动策略在解锁算法时冲击电流较大、传统多步式启动策略时间较长、最近电平调制(NLM)策略中排序占据大量计算资源的问题,此处提出了一种改进式的M3C多步式启动控制策略。首先分析了在解锁算法时产生冲击电流的原因,提出了一种基于改进排序方法的多步启动策略,减小了可控阶段的算力需求。同时通过分层控制,保证各个桥臂电容电压在启动过程中的平衡与稳定。最后搭建仿真和实验平台,验证了所提基于改进排序算法的M3C多步启动策略的可行性和可靠性。

一种用于交流电弧炉供电的三相均衡电力电子变换器设计与开发

大功率电弧炉作为非线性且无规律负荷,通过变压器直接接入电网,会引起较低的功率因数和谐波问题,不但电耗增加,同样功耗下还要求更大的电网容量支持。同时这种供电方式使其只能通过传感器采集相电压、电流操控电极升降,实现对炉温的控制,该控制方式可靠性不足,容易造成炉况不稳定、能耗高等问题。针对这些问题与不足之处,提出一种三相均衡电力电子变换器,用于电弧炉节能供电技术改造。针对电弧炉负荷特性,通过电力电子整流逆变技术抑制电弧炉闪变和高次谐波,提高功率因数,消除对电网的冲击和污染,起到节能降耗和减小石墨电极损耗的作用。

基于Matlab实时仿真与DSP控制技术的风力发电模拟实验平台

1问题的提出在国家经济发展规划的“双碳经济”目标中,以风能、太阳能为代表的新能源应用将会起到重要作用[1]。风力发电是新能源开发的重要领域,研究适合风力发电直接研究的模拟实验装置[2-4],模拟与研究其控制方法和控制方案,具有实际意义。本文基于Matlab实时仿真技术和DSP数字控制技术,研究并实现风力机特性实时模拟实物系统,和永磁同步发电机风力发电全数字模拟实验平台。

基于虚拟仿真与功率模块控制的光伏发电模拟实验平台研究

基于虚拟仿真与电力电子模块化控制技术,通过分析光伏电池模型及其特性,研究出光伏电池特性模拟的软件编程虚拟仿真方法;提出并研制一种新型具有双向能量流功能拓扑结构的变流器模块,用于实现大功率光伏电池电源特性,此模块在实验中既可以作为电源,也可以作为负载使用;研制了功率级(10 kW)虚拟仿真与实物模拟结合的光伏发电综合模拟实验平台,此平台可以完成多种科目的实验研究。实验结果证实了此实验平台的可行性和有效性,这对光伏发电实验教学与科学研究具有应用价值。