基于Matlab的Boost-Buck Chopper的建模与仿真

对Matlab进行了简单介绍,建立了IGBT的仿真模型,运用Matlab/Simulink和PowerSystem工具对Boost-Buck Chopper进行建模、参数选择和仿真分析。与常规电路分析方法相比,该方法具有很大的优越性。

含Buck电路的锂电池低功耗电量均衡技术研究

锂离子电池具有功率密度大、使用寿命长和重量轻等特点,现已被广泛应用于电动汽车、通信设备和家用电器等领域,但受充、放电电量不均衡问题的影响,电池组运行的效率及稳定性较差,电池均衡问题已成为近年来研究的热点。针对此问题,拟采用一种含Buck电路的电量均衡方法和自适应无迹卡尔曼滤波剩余电量(SOC)算法,重点研究该电路的均衡原理、控制策略及其应用方法,通过仿真和实验分别对其均衡效果进行了验证。与传统方法相比,该方法具有电路简单、损耗低及响应快速等优点。

基于双并联Boost-Buck电路的光伏发电系统电压稳定控制

针对目前光伏发电系统电压稳定性较差的问题,以超级电容器作为储能元件,设计了双并联双向Boost-Buck电路以提高光伏发电系统的电压稳定性。当光伏电池阵列输出电压低于额定值时,超级电容器储能单元释放能量传输给直流母线以提高直流母线电压;当光伏电池阵列输出电压高于额定值时,将直流母线多余的电能向超级电容器端传输。建立了Boost-Buck电路的状态空间方程,对光伏电池阵列输出电压的不同运行状态,设计了双并联双向Boost-Buck电路的PI闭环控制策略。仿真结果表明,当光伏电池阵列输出电压不稳定时,通过控制能量在超级电容器储能系统与光伏发电系统直流母线之间的相互传递,光伏电池阵列输出电压的稳定性可以得到有效控制。

基于Buck交—交斩波器的无功补偿器拓扑与控制方法设计

首先介绍了一种新的交流斩波型无功补偿器,无需直流储能环节,系统可靠性得到加强。以Buck型交流斩波无功补偿器为对象,分析了交流斩波无功补偿的基本原理和补偿特性,推导出占空比与补偿电流之间的关系,建立了系统分析模型。在此基础上,提出了基于广义积分的直接电流控制策略,并给出了参数设计准则,最后进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,基于直接电流控制的Buck型交流斩波无功补偿器可以实现对网侧无功功率的实时补偿。

基于Matlab的Buck电路的研究

电力电子电路设计时参数的选择、计算,往往比较复杂,利用Matlab中的电力系统工具箱,不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型,就可以很快得到系统的仿真结果。以Buck电路为实例,讨论了其输出电压脉动产生的原因,并利用Matlab建立了电路模型,通过对仿真结果分析将有关参数进行了修改,从而确定了最佳参数模型。可以看出Matlab作为一种新型的高性能的语言,为电力电子技术的研究与应用实现提供了理想的工具。

燃料电池用三相DC/DC超高频正弦波电压输出逆变器控制策略研究

传统超高速永磁同步电机驱动器采用PWM等效正弦电压输出,谐波较大,导致电机发热严重,并且其无法用于燃料电池等输入电压大范围变化的场合。为减少电机发热量,进一步拓展其应用场景,提出了一种基于三相DC/DC变换器的新型正弦波电压输出逆变器,通过建立逆变器的控制策略的数学模型,驱动了一台120 kr/min的超高速永磁同步电机。实验结果表明,三相正弦波电压输出逆变器输出电压谐波低于传统逆变器,在高转速工况下减少了电机发热量,具有实际工程应用价值。

船用单路Buck斩波器参数优化设计与试验

某直流电机的励磁控制系统常出现开关管烧毁以及由此引发的电机飞车故障。为了解决这类问题,本文基于Buck励磁控制电路,探索针对该型式电路的普遍规律,并在理论分析的基础上进行了参数优化和仿真分析,针对实际工程技术应用上存在的问题进行了讨论,进行了相关试验研究。

航空起发一体电机系统控制器的设计

提出了航空起发一体电机系统控制器的设计方案,采用矢量控制及弱磁扩速控制方式实现电动机起动控制,发电整流模块与起动模块分时共用MOSFET三相全桥主功率电路,采用专用芯片实现同步整流,采用BUCK电路并利用多相交错并联降低输出纹波,控制算法采用3零点3极点(3P3Z)补偿方法进行28V输出稳压控制,实现了航空发动机快速起动、永磁同步电机起动到发电的平稳转换以及28V直流电源输出。仿真研究表明系统的起动时间短、动态过程性能好,28V直流电源输出稳定,并联BUCK电路各支路均流理想,具有一定的工程应用价值。

某和谐型机车Buck斩波电路双闭环控制试验研究

针对某和谐型机车中Buck斩波电路,采用典型I型和II型系统设计方式,给出了电压外环和电流内环双环调节器设计的依据和参数选择的方法,通过零极点重新配置提高电流内环的带宽和电压外环的稳定裕度。相比于单电压环,双环控制器可以更加灵活地配置系统参数,从而提高系统的稳定性和动态性能。仿真和试验结果显示,负载无论突投还是突切,双闭环控制动态响应明显优于单闭环,证实了参数计算的有效性。

一种新型Buck-Boost软开关变换器的研究

针对传统斩波电路开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型Buck-Boost软开关拓扑结构,通过增加辅助开关管和谐振元件,实现了主开关和辅助开关的软开通和软关断,电路中各续流二极管也均能实现软开关,减小了开关损耗,提高电路效率。对新拓扑结构的工作过程作了详细分析,并通过实验对分析过程进行了验证。

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压。仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点。

三相双Buck斩波器的研究

三相交流斩波器广泛应用于调压场合,传统的三相交流斩波拓扑功率管直接相连,存在直通问题,需要在PWM控制信号中加入死区,会导致波形畸变和输出电感过电压等问题。三相双Buck拓扑克服了直通问题,具有自然换流特性,无需设置死区,解决了波形畸变和输出电感过电压等问题。分析三相双Buck斩波器的工作模态,通过仿真实验验证了理论分析的正确性。

附加Buck斩波控制的半桥型MMC融冰系统协同控制策略

将半桥型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)应用于直流融冰系统,具有谐波含量低、体积小、经济性高、可提供无功功率支撑等优势。为了满足不同长度、电阻率的线路融冰需求,提出了一种附加Buck斩波单元的半桥型MMC融冰系统及其协同控制策略,实现直流电压的宽范围连续可调。针对直流侧不同融冰电流需求,提出了MMC桥臂电压主动控制方法,实现其直流出口电压的自适应调整,并综合考虑交流出口电压要求及最大调制比约束,设计了其与直流侧附加Buck斩波电路的协同配合方案,通过控制Buck斩波电路的占空比实现融冰线路电压的宽范围调节,在满足不同线路融冰需求的同时保证交流侧的电能质量。最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型验证了所提协同控制策略的正确性和有效性。

Buck电路输出电流的神经网络PID控制

简述了降压斩波电路的电路模型,从其原理上解释其非线性输出的原因.其次,描述了传统控制的局限性和神经网络的研究现状,介绍了神经网络的特征和功能.再者,通过神经网络的模型,对BP算法进行了数学公式推导,给出了BP算法的详细思路和具体过程,采用Matlab软件编程实现BP神经网络算法,并将算法训练后的BP神经网络运用到非线性函数的逼近中去.最后,使用Matlab软件下的Simulink模块搭建了降压斩波电路,再分别搭建传统PID控制和神经网络PID控制的结构模型对其进行控制仿真,得到相应的输出电流电压仿真结果图.仿真结果表明,BP神经网络控制器具有更好的控制效果,相比较闭环PID控制器,能够有效克服经典PID控制器在被控对象具有非线性、时变不确定性和难以建立精确的数学模型时,出现的控制结构复杂、参数整定不良和性能欠佳等缺点.

基于Buck斩波电路的充电机模块的设计

设计了一种基于Buck斩波电路的充电机模块,对电路进行分析及计算,确定了充电机模块各电力电子器件关键参数和器件选型。采用Matlab/Simulink仿真平台构建仿真模型,对各关键参数进行仿真分析。结果表明该模块性能完全达到设计要求,具有较高的实用价值。

大功率低纹波等离子喷涂斩波电源研制

等离子喷涂电源通常采用可控硅整流电源或逆变电源,存在效率低、输出电流纹波大等问题,难以满足等离子喷涂工艺的特殊要求.文中提出了一种基于八相交错并联Buck变换器的大功率等离子喷涂斩波电源.首先设计了斩波电源的电路拓扑,分析了斩波电源的工作原理和电流纹波产生机理,阐明了并联相数、占空比对电流纹波的影响规律,并进行了仿真验证.然后,基于等离子喷涂工艺对电源特性的要求,设计出功率为40 kW的四相交错并联模块,在CAN总线协同控制下,组成80 kW的八相交错并联斩波式等离子喷涂电源.最后,搭建了等离子喷涂斩波电源样机,进行了喷涂试验,测试了电源的输出纹波和效率.试验结果表明,与传统的可控硅整流电源和逆变电源相比,斩波电源的电流纹波率降低50%以上,电源效率最高达到94.5%.

基于数字孪生的航空永磁发电稳压系统降阶模型分析研究

为适应下一代航空飞行器数字化研发的技术趋势,提高航空供电系统可靠性,降低生产周期和制造成本。本文以某型无人机用永磁发电稳压系统为例,基于ECE降阶算法提出了永磁同步发电机的一阶等效数字模型,利用器件级建模法建立了PWM稳压芯片SG1525模型,搭建了从引擎机械功率输入到永磁同步发电机AC-DC整流+BUCK稳压供电系统数字孪生仿真模型,其仿真速度较常规有限元算法具有跨数量级的提升,并可通过计算机采集试验台数据形成数据反馈,具有敏捷的“数字孪生”效果。同时将仿真值与试验值进行了对比,验证了数字孪生模型的有效性。本文的设计思想符合军用武器系统数字化设计技术发展趋势,其结论对新一代航空发电机及其稳压供电系统数字化研发具有一定的参考价值。

锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略

本文提出了一种针对锂离子蓄电池组的均衡器,根据电池组充放电状态采取两种不同的均衡策略.当电池组处于充电状态时,对电池组中能量最高的单体电池进行均衡放电,以提高整个电池组的充电容量.当电池组处于放电状态时,对电池组中能量最低的单体电池进行均衡充电,以提高整个电池组的放电容量.均衡器以电感为储能元件,等效的均衡电路为典型的升降压斩波电路和降压斩波电路,均衡电流可控可调.本文详细分析了均衡器的工作原理和均衡策略,同时进行了仿真实验和实际的均衡实验,实验结果均证明了此均衡器的可行性.

基于改进空间矢量的新型电流型PWM整流器的研究

本文研究了一种新的具有PWM调制功能的电流型整流器(CSR)的拓扑结构,分析了该电路的工作原理,利用改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对其进行PWM调制。这种拓扑结构结合了传统的三相相控整流器和直流Buck斩波器的优点,实现了单位功率因数,降低了电流谐波含量,仿真及实验结果验证了采用改进控制策略的新型电流型整流器的工作性能。

磁悬浮姿控/储能飞轮能量转换控制系统设计与实验研究

针对磁悬浮姿控/储能飞轮(ACESFW)的能量释放问题,采用直流降压斩波原理,设计了一种能量转换控制器,提出对降压斩波器输出进行软件功率因数校正的转换控制方法,将高速ACESFW存储的动能,转变为稳定直流电能输出。仿真和地面试验结果表明,所设计的能量转换器转换效率高,电压输出稳定,高频纹波小,可以满足星上设备的供电要求。