X电容与PWM控制器配合之风险分析

文章讨论了车辆中基于PWM控制的域控制器与被控电机(例如空调鼓风机、车窗、座椅、方向盘管柱电机)中的X电容在配合时的冲突问题。提供了整车中这种搭配出现的背后原因,分析了包含电容热问题、器件损坏、控制器功能受影响、电磁兼容表现变差等可能性的风险,并以三个容值为代表提供测试数据验证了分析结果。还提供了电磁兼容视角下,基于失配系统的传导发射理论分析和测试验证,并提出取消电机端的X电容,取而代之的是在控制器端加此电容的方案。

悬浮电容多电平逆变器的通用PWM控制方法

多电平逆变器及其PWM控制是近年来电力电子应用领域的研究热点。悬浮电容多电平逆变器因为不需要独立的直流电源来维持每级电平电压和电平数容易扩展等优点而备受青睐,但是悬浮电容电压的平衡问题却制约其推广应用。针对该问题,该文提出一种理论上适用于任意电平悬浮电容逆变器的通用PWM控制方法,该方法由“波形优化电压合成算法”和“开关状态选择法则”两部分组成。前者基于“伏秒等效”原则,以优化输出线电压波形为目标,由参考波直接确定各相电压电平和相应的持续时间及输出顺序;后者则用于选择合适的冗余开关状态,以同时控制悬浮电容电压的平衡,而且还能保证功率开关频率的均衡,便于实现数字化。该方法在悬浮电容五电平逆变器系统进行了大量的仿真,并给出了部分实验结果。

内蕴电压平衡控制的飞跨电容逆变器的PWM方法

采用多电平结构是逆变器实现高电压大容量化的有效途径。飞跨电容逆变器因为只需要一个独立直流供电电源、电平数易扩展、控制灵活等优点而备受青睐,但是电容电压的平衡问题却制约其推广应用。针对此问题,该文提出一种内蕴电压平衡控制的PWM方法,该方法由直接PWM算法和基于最大单元电压偏差抑制的开关状态选择法则组成,前者是由给定的ABC坐标系下的参考电压来确定逆变器所需输出的电平电压、相应的作用时间及作用顺序;后者是确定逆变器的开关状态以产生已确定的电平电压,同时控制电容电压的平衡。该PWM方法理论上适用于任意电平的飞跨电容逆变器,它不但能够有效控制电容电压的平衡,而且还能够保证功率开关频率的均衡、便于数字化实现。该文给出了该方法的数字化实现原理。最后,基于飞跨电容五电平变频器对所提出的PWM方法,做了详尽的仿真分析和大量的实验验证。

基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM整流器

多电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,在电机高性能控制场合广受关注。而模块化多电平变换器(MMC)以结构模块化、不需要输入变压器以及易于扩展等优点,成为近年来研究的热点。本文针对一种新型模块化五电平PWM整流器展开研究,与传统MMC不同的是,新型MMC拓扑通过引入一个中间单元,使得输出相同电平数的情况下级联的单元数量更少。该五电平PWM整流控制系统可分为整流控制单元和PWM控制单元两部分,整流控制单元采用电压定向矢量控制实现母线电压稳定和单位输入功率因数控制;PWM控制单元采用载波层叠PWM方法,根据电容电压高低和电流方向选择合适的单元工作在充电或放电模式,以实现电容电压动态平衡控制。该控制方法可适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台三相五电平的实验样机并对上述控制方法进行了实验验证。

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型.基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的.根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法.计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.

电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究

根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型,提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足,分析了电压矢量对功率的作用机理,采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能,推导并设计了一种预测直接电容功率控制(P-DCPC)方法,并通过仿真和实验对其进行验证。通过对电容电压与负载功率的解耦,实现了电容功率的直接控制,提高了动态性能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。

基于PSCAD/EMTDC的数控电容在PWM整流器中的应用仿真研究

基于PSCAD/EMTDC软件建立了电压型PWM整流器仿真模型,PWM整流器中直流侧电容的设计取值对双闭环控制结构中的电压环性能有重要影响。采用基于软件仿真验证的方法,在综合考虑直流侧电压跟随性能和纹波要求的情况下,给出了确定电容取值在较小范围的方法。该方法可在线调整电容数值,对实现PWM整流器直流侧电压的即时控制有一定实用价值。

基于数控电容的PWM整流器直流侧电压改善研究

在电压型PWM整流器的控制中,广泛采用在同步旋转坐标系下的直接电流控制方法和双闭环控制结构,基于PSCAD软件建立了其仿真模型。PWM整流器中直流侧电容的设计取值对电压环的控制性能有重要影响。综合考虑直流侧电压跟随性能和纹波要求,基于软件仿真验证确定了电容取值在较小范围。提出了在直流侧采用数控电容与传统电容器并联替代传统单一电容器的方法,使得电容值在线可调,该方法对于实现PWM整流器直流侧电压的灵活、精细控制有一定实用价值。

全桥ZVS PWM电容器充电变换器

为对广泛应用的电容充电大功率全桥零电压软开关高压变换器进行理论分析,从零电压(相当输出短路)到最大电压用变换器对电容器进行了充放电试验。变换器电路中充分利用器件的寄生参数,通过在高压变压器的原线圈串联电感,实现主开关管输出高压整流二极管的零电流软切换,变换器通过脉宽调制和电流控制调节输出电压并具有过压和过流保护功能。给出变换器的静态分析,同时给出了基于UCC3895 PWM控制器的直流—直流变换器样机的详细设计和1 kJ/s充电速度的实验结果表明变换器的理论分析正确,方法可行。

分裂电容式三相PWM整流器的矢量控制策略研究

对分裂电容式三相电压型PWM整流器进行了建模分析。应用矢量控制原理,内环采用基于旋转坐标系下三电流环PI控制策略,并设计了直流电压控制和针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,此控制策略可以得到较好的控制性能并有效抑制低次谐波。

三相混合钳位五电平PWM整流器的研究

二极管钳位型多电平PWM整流器由于其诸多优势得到广泛的研究与应用,但直流母线电容电压不均衡问题将其应用一直局限于三电平拓扑。针对这一问题,采用一种混合钳位五电平拓扑应用于PWM整流器,分析该整流器在特有的交替混合PWM调制方式下的电路工作模态,开关电容电路等效电容的计算及适用于该变换器的双环控制算法。实验结果表明,该五电平整流器实现了直流母线电容电压的均衡与稳定,有效抑制了交流侧输入电流的畸变,实现了功率因数校正。

三相PWM整流器的进线电感和直流母线电容识别

在三相六开关电压型PWM整流器电路的实际工程应用中,进线电感和直流母线电容的准确测量对于控制其电流环和电压环是非常重要的,这个测量过程被称为“进线电感和直流母线电容识别”。本文以SINAMICS S120驱动为例,介绍了进线电感和直流母线电容的识别功能的原理、应用场合、识别和参数调整。通过这种操作能有效提升PWM整流器系统的控制特性和可靠性。

一种PWM整流器直流侧电压新型控制方法

PWM整流器是构成电解电镀等开关电源的关键部件,其直流侧电容电压的稳定性和纹波大小直接影响开关电源的性能。针对直流侧电容电压控制器的参数调整与快速调节问题,分析了三相PWM整流器的数学模型。根据直流侧电路方程,提出了一种新型直流侧电容电压控制方法,实现了直流侧电容电压的快速调节,且参数设计简单、易于工程实现。仿真结果表明,所提控制方法比传统方法具有更好的直流侧电容电压纹波抑制效果。

基于改进重复控制和双闭环PI控制的逆变器研究

针对逆变器由于输入直流电压波动、桥臂控制死区和带非线性负载引起输出电压波形畸变,供电品质下降等问题,建立了PWM逆变器的数学模型,提出了一种基于改进重复控制和双闭环PI控制相结合的逆变器新型控制方案,采用改进重复控制方法提高逆变器的稳态精度,利用双闭环PI控制方法改善逆变器的动态特性。该方案在一套基于STM32F103VB控制系统的UPS电源装置逆变单元进行了相关实验,实验结果表明,设计的逆变器稳态精度高,动态响应快。

模块化多电平换流器的电容电压平衡方法

为解决模块化多电平换流器(MMC)在采用载波移相调制时的电容电压平衡问题,提出一种基于载波交换的平衡方法。该方法位于调制层,不改变子模块的调制波,既不影响输出电压波形,也不会产生额外的开关损耗。首先详述了MMC的拓扑结构、工作原理以及调制方式;分析了开关状态交换时可能会出现的4种情况,分别是存在上升沿时桥臂电流大于0或小于0和存在下降沿时桥臂电流大于0或小于0;给出了具体的电容电压平衡方法及流程图。实验结果表明,所提方法可快速有效地将桥臂的电容电压集中在参考值附近,且各路电压之间无大幅波动,具有很好的平衡效果。

用于提高可再生能源发电系统电压稳定性的双向DC/AC/DC变换器研究

由于可再生能源具有随机性特点,使得可再生能源发电系统电压稳定性较差。设计了一种基于超级电容器储能系统的大功率、宽工作范围双向DC/AC/DC变换电路,对变换电路进行了原理分析,建立了数学模型,根据可再生能源发电系统直流母线电压的不同运行状态,设计了控制策略,通过控制能量在超级电容器与可再生能源发电系统之间相互传递,提高可再生能源发电系统的电压稳定性。通过仿真分析,验证了设计电路的正确性、控制策略的有效性和运行的灵活性。

基于三次谐波电流注入的AAMC电容电压均衡策略

介绍了新型桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构和基本原理。该拓扑包括两个关键部分,即由绝缘栅双极型晶体管串联组成的导通开关和全桥子模块级联而成的整形电路。拓扑结构具有模块数量少、无环流、可处理直流故障等优点,但电容电压平衡是其亟待解决的难点之一。为解决该问题,提出了采用三次谐波电流注入以实现电容电压均衡的具体策略。具体实现过程分为两步:首先,通过换流变压器阀侧中性点和直流侧分裂电容构成能量回馈通路,然后设计了开环控制器控制三次谐波电流大小来保证整形电路总体能量变化均衡;其次,利用改进载波移相调制方法,对整形电路内部子模块进行能量再分配,该方法根据调制波与参考波比较得到需要投入模块的数量,并基于电流和模块电压监测结果触发相应的子模块。在PSCAD/EMTDC平台上建立了每桥臂10个子模块的AAMC模型,仿真结果验证本文所提电容电压均衡策略的有效性。

C-dump变换器开关控制方法的分析与比较

C-dump变换器是一种用于无刷直流电动机的新型功率变换器,其开关控制方式对电枢电流和变换器储能电容电压脉动有较大的影响。该文对C-dump变换器主开关和斩波开关的开关控制方式及其对电机电流和变换器储能电容电压脉动的影响进行了研究。首先对C-dump变换器主开关的PWM控制和滞环控制两种工作方式进行了比较, 然后重点对斩波开关的滞环控制、斩波频率高于主开关频率的PWM控制、斩波频率低于主开关频率的PWM控制、主开关与斩波开关同步PWM控制、主开关与斩波开关同步PWM并结合斩波开关滞环控制等5种开关控制方法进行了详细的理论分析与比较。结果表明:主开关与斩波开关同步PWM并结合斩波开关滞环控制可较好地减小储能电容电压和电机电流脉动,有利于改善系统性能。最后进行了仿真与实验验证。

一种超级电容器充放电测试方法的研究

超级电容器较传统电容器而言有非常大的容量,但是其表现出显著的"非传导性吸收"储能方式,用传统的方法将不能准确地对超级电容器进行测试。针对超级电容器的工作原理,提出一种有针对性的超级电容器测试的方法。采用Buck变化器实现超级电容器的恒流充电,采用Boost变化器模拟有源电子负载实现超级电容器恒流放电,利用芯片SG3525产生PWM控制波形,实现恒流充放电,利用DSP(TMS3210C2812)完成系统数据处理。该方法保证了放大精度,有效抑制了共模噪声,对超级电容器在不同充放电电流下的电容与内阻工作情况实现了准确、有效的测试。

新型智能电容储能焊机单片机控制系统的研究

介绍了一种新型智能电容储能焊机的控制系统设计方法。简述了该焊机的主电路结构,对以80C552单片机为核心的控制系统的软、硬件组成、控制原理和抗干扰方法进行了较详细的阐述。现场运行证明,该系统设计合理,功能完善,便于操作控制。