基于负载自适应的辅助LC网络宽范围零电压开通的输入串联输出并联移相全桥DC-DC变换器

提出一种由2个移相全桥(phase-shifting full-bridge,PSFB)变换器模块和2个辅助LC网络组成的输入串联输出并联的DC-DC变换器。每一个LC网络连接在一个模块超前桥臂的中点和另一个模块滞后桥臂的中点之间。利用辅助LC网络,滞后桥臂开关管可以实现轻载下的零电压开通(zero voltage switching,ZVS),辅助LC网络的电流幅值可以自适应负载变化,即轻载时电流幅值大,用于实现滞后桥臂软开关管能量多,重载时,LC网络电流幅值小,环流损失小。因此,所提变换器适用于宽范围负载。对变换器的特点进行分析,并通过一个功率900W的原理样机验证了所提变换器的性能。

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 。

电压型高频链逆变器的全数字化双极性双调制波控制策略

对于电压型高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化双极性双调制波的控制策略,主变压器传递为恒占空比为0．5的交流方波,变压器磁心利用率高。以全桥-全波拓扑为例, 阐述了其工作原理,应用该策略可以在任意负载功率因数下实现原边高频逆变桥开关管件的ZVS 开关,周波变换器开关管的ZCS开通和ZVZSC关断。进行了Saber仿真并制作了300VA原理样机。仿真和实验结果表明,该控制策略可以实现所有开关器件的软开关,周波变换器换流时无换流过冲,实现了自然换流。该控制策略为大容量电压型高频链逆变器的实用化奠定基础。

燃料电池功率调节系统的研究

燃料电池电压输出范围比较宽,电压比较低。针对该特点本文设计了DC/DC和DC/AC两级变换的功率调节系统(PCS)。其中DC/DC将燃料电池输出的低压直流电高频变换成高压直流电,变换器为电压单环控制。DC/AC逆变器采用基于电压电流瞬时值反馈的双闭环控制,将高压直流电逆变为正弦交流电。分析了整个功率调节系统的工作原理及逆变器电路参数对稳定性的影响。0 5KVA样机实验结果表明整个系统具有电压输入范围宽、变换效率高、输出波形THD小等优点。为开发高效、高功率密度的燃料电池电源系统提供技术基础。

CO_2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于DSP的全数字控制策略.针对短路过渡CO2气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

高频链逆变器的全数字化混合SPWPM控制策略研究

对于高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化混合式正弦脉冲脉位调制(HSPWPM)控制策略,主变压器传递高频SPWPM波,根据输出电压和电流的极性对周波变换器的驱动逻辑进行分段控制,周波变换器的驱动脉冲为低频和高频调制的混合,推导了要满足电感电流磁通连续条件。介绍了该方法的工作原理,用Saber进行了仿真并制作了全桥-全波拓扑结构的300VA原理样机,仿真结果和实验验证了所提出方法的可行性,为进一步提高高频链逆变器的变换效率提供了一种新的方法。

送丝电机全数字化控制策略

对于送丝电机系统控制,提出一种全数字化转速外环/电流内环的控制策略,根据电机运行的不同过程分阶段采用变参数控制,提高了控制适应性.电机控制主电路采用降压电路和全桥逆变电路的级联,阐述了该主电路的工作原理,采用反接制动,提高了送丝电机制动的快速性.建立了双闭环控制框图,分析了控制系统的工作原理.结果表明,采用该方法以后送丝系统具有优良的动、静态性能和良好的送丝线性度.

一种新颖的燃料电池功率调节系统

质子交换膜燃料电池输出电压随负载变化而变化。根据该特点设计了250W功率调节系统。它由高频逆变器、高频变压器和周波变换器三部分组成。该功率调节系统变换环节少,具有高效、高功率密度、控制简单的优点。采用电压瞬时值反馈降低了输出电压波形的总谐波量。为开发高效、高比功率的燃料电池电源系统提供技术基础。

双脉冲MIG/MAG焊全数字控制策略

对于双脉冲MIG/MAG焊,在基于变速送丝的基础上,为实现等弧长控制与过程稳定,提出了包括弧长稳定、电压和电流瞬时值反馈计算的三闭环控制模型.在每个熔滴过渡周期内,该模型能够检测弧长变化并做出调整,对于干伸长的变化也能进行实时补偿.采用DSP进行了全数字实现,样机实验表明,所提出的控制策略可行,焊接过程稳定,焊缝成型美观.

移相全桥高频链方波逆变器

提出了一种方波逆变器的新拓扑。该拓扑由移相全桥高频逆变器、高频变压器和周波变换器构成。分析了电路的工作原理并且给出了周波变换器功率管的驱动方法。实验结果表明该逆变器具有控制方法简单。

可输出低频正弦纹波的峰值电流控制电流源

提出了一种可输出低频正弦纹波的电流源的双电流环控制方案 ,外环稳定输出电流 ,内环抑制功率器件中的峰值电流。以正激DC/DC变换器为例 ,分析了电源的结构和工作原理 。

全数字控制I/I模式三闭环脉冲MIG焊

提出了一种基于DSP控制的全数字脉冲MIG/MAG控制方法,即自适应电压补偿控制技术的I/I法,该方法可以保证熔滴为一脉一滴过渡.根据送丝速度优先,建立不同材料和丝径的焊接数据库,每个脉冲周期都检测弧长的变化并及时调整熔化能量,同时采用干伸长实时补偿技术以维持弧长恒定.分析了该方法调节原理并建立三闭环系统控制框图.样机试验结果表明,所提出的方法是可行的,具有通用性,在干伸长变化时能够实现等弧长控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观.

全数字化多功能焊接电源平台

建立了包括焊条电弧焊、氩弧、短路过渡、单脉冲和双脉冲在内的五种工艺的焊接电源平台,该平台由焊接电源本体、送丝电机及冷却水箱构成.分析了它的工作原理并阐述了主要功能.重点讨论了短路过渡、单脉冲和双脉冲MIG/MAG焊的工艺全数字实现原理及过程,进行了额定400A的焊接电源平台试验.结果表明,采用全数字控制方法实现多种气体保护焊焊接工艺是完全可行的,在不改变硬件电路情况下,仅仅改变软件就可以满足不同焊接工艺需求,且焊接性能优良.

基于电压瞬时值反馈的全数字SPWPM控制策略

针对电压型高频链逆变器的控制,提出一种基于电压瞬时值反馈的全数字化SPWPM控制策略,分析了该控制策略的工作原理,应用DSPTM320F2407对控制系统进行了设计。样机实验结果表明,使用该策略的逆变器具有输入电压范围宽,变换效率高,THD小和动态响应快速的优点。实验结果也说明所提出的控制策略是可行的,能够满足系统的稳态性能和实时性要求。

基于变网络等效磁路法的双凸极电机电感参数变化规律的分析

双凸极电机是一种新型的电机 ,它的电感参数对分析它的基本理论和运行特性至关重要。本文对三相电励磁的双凸极电机建立变网络等效磁路模型。在考虑励磁磁场和电枢磁场相互作用以及磁路饱和的基础上 ,利用该方法可以计算在任意转子位置、任意电枢电流、任意励磁电流下任一绕组自感和绕组之间互感。该计算结果和电磁场有限元分析结果进行比较 ,验证了该方法的正确性。最后 ,得到了不同情况下该电机电感参数变化的一般规律。

三相Boost型高频交流环节并网逆变器

提出了三相Boost型高频环节并网逆变器的电路拓扑。该拓扑由高频全桥逆变器、高频变压器(HT)和矩阵变换器(MC)组成。MC开关为双向开关,由2只n沟道MOSFET按共源极方式串联而成。针对输入为高频交流电流脉冲的MC提出了基于电流空间矢量的数字控制策略,分析了一个开关周期内的各工作模态;研究了变换器的工作原理和稳定性。通过一台300 VA的实验样机对变换器结构和控制策略进行了验证。

双凸极无刷直流发电机计算机辅助设计的研究

根据双凸极无刷直流发电机的特点,提出了一种计算机辅助设计方法,给出了设计过程。该方法不仅提高了设计的灵活性,而且具有虚拟实验的功能,设计结果和样机实验对比表明设计的结果是正确的。

一种分析双凸极电机非线性磁路的新方法

提出了双凸极电机非线性磁路的简化分析方法,即1/4回路磁通法。该方法可以在任意转子位置、任意励磁电流和电枢电流下求得各支路的磁通。与变网络等效磁路法相比,该方法形成非线性方程组维数少,节省计算时间。与有限元法计算结果和实验结果比较表明该算法具有较高的精度。

改进的电弧弧长自适应T-S模糊观测器

通常基于Lyapunov方法设计自适应观测器时,要求系统满足Kalman-Yakubovitch-Popov(KYP)定理的约束.因此,通过增加辅助变量放宽了约束条件,对未知参数的一类非线性系统,提出了一种模糊自适应观测器,用来观测熔化极气体保护焊的弧长.在焊枪到工件的距离未知的情况下,可以有效地获得弧长变化信息.仿真结果验证了该方法的有效性.

具有极低输入电流纹波的电流源型双有源桥DC-DC变换器

针对新能源发电如光伏或者燃料电池的功率调节器电流输入纹波问题,本文提出了一种新颖的电流源型混合DAB拓扑。在稳态运行过程中输入侧开关管占空比始终为50%,在交错的作用下输入电流纹波极小。采用所提出的占空比补偿策略,可以进一步增加开关管的软开关范围。同时电压反馈采用陷波滤波器,减少了单相逆变器负载时的低频输入电流纹波。文中给出了拓扑模态分析、工作原理、ZVS条件和参数设计的原则。采用所提出的控制策略,所有功率器件都可以实现零电压(ZVS)开通,可以增加软开关的范围,同时实现高效率的功率变换。仿真结果和样机实验验证了所提出的变换器和控制策略的有效性。