直流微网研究中的关键技术

直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式,能高效地发挥分布式电源的价值与效益,具备比交流微网更灵活的重构能力。但由于直流电灭弧困难,直流微网系统的设计缺乏统一的标准与规范,直流微网的大规模推广应用将是一个长期过程。本文根据现有文献资料对直流微网研究中的控制技术、保护技术、结网方式、通信技术和电力电子接口电路等关键技术的现状做一个全面的阐述;最后,结合我国的电网国情,就直流微网在城市居民小区内的推广应用提出建议方案。

一种基于空间矢量调制的矩阵变换器死区补偿方法

矩阵变换器的多步换流在换流的每一步之间插入死区时间,所以在换流过程中,输出电压将发生电压损失和畸变,使输出电流谐波含量增高。该文定量分析了矩阵变换器的换流死区效应,并提出了一种基于空间矢量调制的死区补偿方法,通过对有效空间矢量和零矢量进行校正,达到补偿死区效应的目的,实验证明带死区补偿的空间矢量调制方法是有效的。

我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇

对电力电子器件方面的最新发展和电力电子与电力传动技术在可再生能源、分布式发电系统和电能质量控制、牵引、电机驱动、绿色照明中的应用及电力电子系统集成等进行了综述,指出我国电力电子与电力传动产业面临着良好的机遇和严峻的挑战。

基于MATLAB的矩阵变换器空间相量调制研究

矩阵式变换器是一种具有优良输入输出特性的新型交- 交直接电源变换器。对矩阵变换器进行了建模和运行分析 ,推导出矩阵式变换器和等效交 - 直- 交结构的开关函数关系 ,从而由等效交- 直 - 交结构的双空间矢量控制规律得到交- 交直接变换的空间相量控制策略。并进行了 MATLAB仿真 ,仿真结果证明矩阵变换器空间相量调制策略的正确性、优越性。

适用于IGBT串联系统集成的驱动电路

为了减少电力电子装置的体积和重量,提高功率密度和变换效率,且避免器件高频工作时,驱动线路寄生参数引起的电磁干扰(EMI)问题,最大限度地提高装置的性能和可靠性,有必要将绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)串联驱动电路集成到芯片级的串联模块当中,并实现标准化大规模生产.通过对现有IGBT串联驱动辅助电源拓扑的归纳总结和横向比较表明:在体积、价格和结构复杂程度上,非隔离型的IGBT串联驱动辅助电源均较隔离型的IGBT串联驱动辅助电源有较大优势,因而认为其更适合集成化的串联系统,并在此基础上针对性地提出了自举型驱动辅助电源拓扑,并给出了关键参数的设计方法和可能存在的技术问题及解决方案,这有利于器件(IGBT)串联技术能更有效地应用到中高压、大功率变换装置的工程实践.

一种多相异步电机的通用数学模型

多相异步电机在相坐标系下的数学模型存在复杂的耦合,给其分析和控制带来了不便。论文在推导出多相异步电机模型参数计算公式的基础上,在实数域中给出可将这些模型参数对角化的变换矩阵,实现了多相异步电机定子各相、转子各回路的解耦,以此建立一种基于广义dq坐标系的多相异步电机的通用数学模型,并针对不同应用场合给出了该通用模型的优化准则。该模型在建立时考虑了定、转子产生的所有谐波磁场,具有通用性,通过有针对性的优化,结合傅里叶分解及对称分量法,所提模型不仅可以方便地对谐波注入、不对称供电、方波供电等供电方式下的多相异步电机进行仿真分析,而且还可以用于研究某些特定谐波对电机性能的影响。最后,针对一台方波电压供电的9相异步电机进行了仿真分析和实验验证,通过仿真结果与样机实验数据的对比,证明了所提模型的正确性和有效性。

有源电力滤波器中谐波提取的数字法实现

谐波提取的准确性和实时性是有源电力滤波器补偿电网谐波的关键环节。本文介绍了一种用新型数字信号处理器 ( DSP) TMS3 2 0 F2 40 7A实现的数字法谐波提取的设计 ,提出采用双采样频率的方法 ,解决了 DSP有限字长、计算能力和谐波提取的高速、实时性之间的矛盾。利用 MATLAB对谐波提取进行了仿真 ,并成功的应用于滞环跟踪型并联有源电力滤波器 。

节约资源是我国长期的国策

从技术改造、循环经济、防污治污、政策支持、综合利用、可再生能源等方面推进能源资源节约, 这既是缓解能源资源供求矛盾的重大举措,也是从源头上减少污染、改善生态环境的重要途径。

用可编程逻辑器件实现矩阵变换器自适应换流

高效、可靠的双向开关换流技术是矩阵变换器控制的一个重要问题。文中在分析了矩阵变换器的空间矢量调制控制策略和应用较为广泛的四步换流的基础上,定量分析了换流步长引起的输出电压损失。在四步换流中,换流步长由器件特性和负载最大电流决定,在负载电流变化情况下,换流步长仍保持不变。文中提出了用可编程逻辑器件(PLD)实现的自适应换流,在自适应换流中,换流的步长根据负载电流绝对值大小实时变化,从而能够减小输出电压的损失和畸变。实验证明用PLD实现的矩阵变换器自适应换流简单、可行,换流步长能够跟随负载电流实时变化,减小了换流的死区效应和输出电压的畸变和损失、谐波成分,进而可以减小输出电流的谐波成分。

电力电子系统集成理论及若干关键技术

对电力电子系统集成的概念和含义,实现标准电力电子模块的关键技术,以及应用标准电力电子模块集成实际电力电子应用系统的方法进行了简要的阐述。

基于DSP的矩阵变换器空间矢量控制

矩阵式变换器是一种具有优良的输入输出特性的新型交—交变换器,从等效的交—直—交变换的空间矢量调制出发,提出了一种基于DSP-TMS320LF2407A的控制方案,同时用DSP+PLD的方案完成了安全换流,简化了控制系统,提高了控制系统的可靠性。

基于DSP的滞环跟踪型有源电力滤波器数字控制系统

介绍了一种基于新型数字信号处理器(DSP)TMS320F2407A数字控制的滞环跟踪型并联有源电力滤波器,以DSP为核心的数字控制电路完成谐波提取、指令电流产生、直流侧电压控制、系统保护等功能。

高频DC/DC电路中数字脉宽调制极限环的抑制方法

提出了一种新的提高数字脉宽调制分辨率的方法,能够极为有效地抑制PWM量化误差所造成的极限环振荡。脉宽调制的量化误差将在脉宽调制模块内被消除,而不会传播到输出端,从而可提高数字脉宽调制的分辨率,保证了高精度输出。通过对一个DSP控制的开关频率达100kHz的DC/DC变换器进行试验,计算机仿真和电路试验结果验证了其理论分析。这一算法可被有效的应用在电力系统的各种精密输出电源如电站的后备电源等中。

同步控制双向LLC谐振变换器

本文提出了一种同步控制的双向LLC谐振变换器。为使变换器在正向、反向工作时拓扑结构相同,在电路中增加了一个辅助电感。该辅助电感除了可以使双向LLC谐振变换器的双向工作特性完全对称外,还可以帮助开关管实现软开关。文章提出的双向LLC谐振变换器结构简单、控制方法易于实现。当变换器开关频率小于谐振频率时,所有开关管均可以实现零电压开通(ZVS);当变换器开关频率大于等于谐振频率时,软开关特性与传统LLC谐振变换器相同。因此变换器具有较高的效率,很适合应用于能量双向流动的场合。同步控制的双向LLC谐振变换器与传统二极管整流的单向LLC谐振变换器的工作特性存在差别,为了精确分析,文章提出了新的等效电路模型,并给出了同步控制双向LLC谐振变换器的电压增益公式和软开关条件。最后通过实验验证了理论分析的结果。

一种混合调制型三路输出DC-DC变换器

提出一种基于LLC谐振电路和移相全桥电路的混合调制型三路输出DC-DC变换器,根据LLC谐振电路与移相全桥电路不同的调制原理,采用脉冲频率与移相混合的调制方式实现三路输出的调节。该文提出的变换器可以等效成一个输入并联-输出串联结构的LLC谐振电路和两个移相全桥电路,由于LLC谐振腔的存在,开关管可以在全负载范围内实现零电压软开通;移相全桥电路的辅助电感无需特别设计,可以减小由辅助电感引起的占空比丢失的问题。本文对提出的变换器的工作原理与工作特性进行了详细的分析,并通过一台输出功率1.4kW的原理样机,验证了所提出变换器的有效性。

宽可调电压范围的交直流精密电源

详述了电源的主电路拓扑结构及其控制策略,分析了常规电路存在的驱动信号不正常和输出电压削顶的问题,分别给出了限定驱动信号占空比和提高三角波对称性的解决措施.针对宽电压范围和交直流两用的应用特点,提出了两级开关电源联动调节的方案,即根据不同幅值的电压输出改变相应的前级母线电压.理论分析了在中小幅值输出时该方案对减小输出纹波是可行的,并结合数字控制方法设计了两级的联动配合调节.通过了一台试验样机验证了上述设计和分析.电路试验结果表明所提出方法对提高电源性能效果显著,切实可行.

精密交流电源中的数字控制

介绍了一个包含Intel 16位单片机的双CPU高分辨率交流电源控制系统,并详细阐述了其中采用的正弦信号数字合成技术及母线跟随和分级控制方法。试验表明电源输出正弦波形的各项性能指标均有很高精度。

一种灵活的可编程三相开关功率放大器

分析了三相四桥臂开关功率放大器的原理及其在继电保护测试中的应用。该拓扑利用第四桥臂来调节中线电流,实现了三相之间的独立实验结果表明该电路结构简单、容易实现调频、调幅、调相功能。

电力操作电源两种控制方式的比较

对应用于电力操作电源中的并联型双环控制方式和串级型双环控制方式进行了建模和对比分析,并对其进行比较,得出串级型双环控制方式具有更快的限流速度和更好的系统稳定性,并给出实验波形进行验证。

DSP实现三相谐波提取中数字滤波器的设计

本文基于dq变换原理及其DSP实现分析了谐波提取中低通滤波器的特殊要求及实现上的矛盾。对比了FIR和IIR两类数字低通滤波器,认为IIR 3阶切贝雪夫Ⅰ型低通数字滤波器能满足各项要求。对文中分析及结论通过仿真和实验进行了验证,结果表明完全符合设计和应用要求。