整流器可控上电电路的研究

由于冷态电解电容储存电荷为零,不采取措施的情况下上电,将引起整流电路较高幅值的浪涌电流,轻者引起上电失败,重者危害电路安全。该文提出一种直流回路电压可控的上电电路,对于三相整流电路可以实现直流回路电压任意波形上电,对于单相整流电路可以实现高功率因数上电。给出了电路拓扑,对其工作原理进行了理论分析和仿真验证,所得结果表明,所提出的上电电路具有可行性。

最小开关损耗电压源整流器死区补偿技术的研究

为了提升电压源整流器的效率,并抑制开关死区时间对整流器性能的影响,需要对开关损耗和死区效应问题进行分析。给出了实现最小开关损耗技术的SVPWM算法,有效降低了系统损耗。同时对整流器死区效应进行了讨论,提出了一种优化的死区设置方法,避免了死区畸变电压的产生,使整流器无需对死区进行补偿。利用MATLAB/Simulink对电压源整流器进行了仿真分析,仿真结果证明了上述方法的正确性和有效性。

采用双环控制并联交错模拟PFC的研究

对于较大输出功率的单相有源功率因数校正器(PFC),其功率电路采用多级并联交错能减少电感容量,简化电感设计,降低网侧纹波电流,从而提高效率和功率密度。这里在单级PFC电压与电流双闭环控制原理和电感电流合成原理基础上,分析了两级并联交错PFC中IGBT占空比与纹波电流的关系,并进行了仿真分析。基于模拟控制器UCC28070设计并实现了额定输出功率为3 kW的两级交错PFC。结果表明,采用双闭环控制、电流合成原理实现高性能和低成本的并联交错PFC是可行的,具有很好的纹波电流抑制效果且性价比高。

STATCOM-感应电机风电场并网发电系统的仿真分析

感应电机作为发电机在风电、水电、汽车等应用领域具有潜在优势,得到了越来越广泛的研究和应用。在描述感应电机自励发电与并网发电的原理基础上,采用MATLBA/SIMULINK分析了一种采用STATCOM作为感性无功补偿器的感应电机风电场并网发电系统,解析了该系统的各个组成部分和工作原理,结果表明采用STATCOM作为感应电机无功补偿装置的风力发电系统具有结构简单、控制容易和成本低廉的优点。

电动自行车永磁同步电机矢量控制调速策略的设计

电动自行车(E-Bike)传动系统的发展日益强调节能降耗和优良调速性能。采用矢量控制的电动自行车永磁同步电机(PMSM)变频调速策略,相比无刷直流电机的120°或180°导通调制策略,具有转矩脉动小、机械噪声低等优点。在描述电动自行车传动系统结构基础上,描述了电动自行车转子磁链定向PMSM矢量调速、单零矢量开关损耗最小空间矢量脉宽调制(SVPWM)、三相定子电流重构的基本原理,在利用MATLAB/Simulink仿真分析后,设计了基于单片机uPD78F1213的实际系统,试验结果表明上述设计方案是可行的,具有良好的性能价格比。

多级串联高压大功率矩阵变换器的研究

提出和采用载波移相调制原理,仿真分析一种降压变压器次级绕组功率平衡的多级串联高压变频器,即一个次级变压器承担对称的3个三相-单相矩阵变换器输出,输出相位相同的三相-单相矩阵变换器通过升压变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、单相矩阵变换器阵列、载侧高频升压变压器以及滤波电路构成。仿真结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本特征。

整流器功率平衡的多级串联高压变频器

现有实用的中高压变频器方案包括功率开关直接串联的两电平逆变器、单相逆变器的多级串联变频器、三相直接输出的三电平逆变器。该文提出一种整流器功率平衡的多级串联高压变频器,即一个整流器负担三个对称的单相交流电压输出,相位相同的单相逆变器通过变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、整流器与逆变器阵列、载侧高频升压变压器构成。串联级数为N的多级串联高压变频器包括N个整流器和3N个单相逆变器。该文分析这种变频器的拓扑构成和载波移相调制原理,并利用MATLAB/SIMULINK给予仿真分析,所得结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本。

单相有源PFC开环控制的研究

在单相有源PFC领域,截止目前,出现了多种控制方法,可以归类于开环控制和闭环控制,各有优缺点和所适用范围。在分析一种无需输出电压检测的单相PFC控制原理的基础上,提出和分析了一种只需检测整流桥后正弦半波电压和输出阻抗的开环控制策略,适合单级有源PFC和多级交错有源PFC,通过调节输出电压平均值与输入电压有效值之比,可以获得输出电压相对输入电压或输出功率的跟随特性,也可以维持输出电压平均值不变,在利用MATLAB/Simulink仿真分析后,基于DSPTMS320F28335设计了一种单相有源PFC的开环数字控制电路,建立实验平台进行实验测试。所得的仿真与实验结果符合相关的理论分析。

最小共模电压SVPWM调制算法电压源整流器的研究(上)

本文在基于三相VSR一般数学模型的基础上推导了直流侧共模电压的表达式,分析了理想情况下无死区时和实际情况下有死区时传统SVPWM算法的零矢量和非零矢量对共模电压幅值和谐波分布的影响,并在此基础上提出了一种采用非零矢量等效合成零矢量作用的最小共模电压SVPWM调制算法和共模电压不受死区影响的死区时间设置方法。以上分析得到了MATLAB/SIMULINK仿真分析和变频空调样机的定性验证。结果表明:相比传统采用零矢量的SVPWM算法,最小共模电压SVPWM算法使共模电压的幅值和变化率降低66%,减轻了共模电压干扰。

最小共模电压SVPWM调制算法电压源整流器的研究(下)

本文在基于三相VSR一般数学模型的基础上推导了直流侧共模电压的表达式,分析了理想情况下无死区时和实际情况下有死区时传统SVPWM算法的零矢量和非零矢量对共模电压幅值和谐波分布的影响,并在此基础上提出了一种采用非零矢量等效合成零矢量作用的最小共模电压SVPWM调制算法和共模电压不受死区影响的死区时间设置方法。以上分析得到了MATLAB/SIMULINK仿真分析和变频空调样机的定性验证。结果表明0相比传统采用零矢量的SVPWM算法,最小共模电压SVPWM算法使共模电压的幅值和变化率降低66%,减轻了共模电压干扰。