A NOVEL CONTROL STRATEGY FOR SINUSIODAL WAVE INVERTER WITH PI REGULATORS AND CAPACITOR CURRENT FEEDBACK

Objective For the inverters used in UPS, it is important to maintain the pure sinusoidal AC output voltage waveform over all loading conditions and transients. Methods A novel sinusoidal output voltage control strategy is pregented in this paper. The output voltage is controlled by introducing filtering eapacitor current feedback. Two simple PI regulators are used for the current and voltage control loops. Results With the new control strategy, the inverter achieves very low output voltage distortion, good output voltage regulation and strong perturbation rejection, fast dynamic response, and good performance under nonlinear loads. The THD under capacitance rectifying load is better than 0.2%, the output voltage regulation within 0 to full load is less than 0.1%. The resting time under load transient is within 200?μ s . Conclusion The merits of the new control strategy include rapid response and good steady state stiffness.

currentMKMJ25-22型自愈式脉冲电容器耐久性试验条件的验证及其重要意义

随着电力装备制造技术的不断提升,自愈式脉冲电容器作为一种关键的电子元器件,在多个领域的应用逐渐得到广泛推广。为了确保这些电容器在实际应用中的稳定性和可靠性,必须对其进行严格的耐久性试验。然而,目前主流的试验方法尚不能准确快速地反映MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的实际性能。针对MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验问题,文章对标行业试验标准,对试验设备的能力进行了理论分析,并在元件选取、充放电回路等方面对试验回路进行了优化设计。通过对1台MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器进行2000次的耐久性试验,证明回路、设备、配件均能够满足MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验要求。

Design of a Switched Capacitor Negative Feedback Circuit for a Very Low Level DC Current Amplifier

To miniaturize a very low level dc current amplifier and to improve its output response speed, the switched capacitor negative feedback circuit (SCNF), instead of the conventionally used high-ohmage resistor, is presented in this paper. In our system, a switched capacitor filter (SCF) and an offset controller are also used to decrease vibrations and offset voltage at the output of the amplifier using SCNF. The theoretical output voltage of the very low level dc current amplifier using SCNF is obtained. The experimental results show that the unnecessary components of the amplifier’s output are much decreased, and that the response speed of the amplifier with both the SCNF and SCF is faster than that using high-ohmage resistor.

感应电能传输系统多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法

大功率感应电能传输系统通常采用多并联拾取模块结构。然而,多并联拾取模块参数不一致,会导致各个拾取模块的电流和输出功率不均衡,从而降低系统效率,严重时会因模块过流而造成系统故障。为解决该问题,文中提出一种基于并联拾取模块补偿电容器的多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法。首先,介绍了传统感应电能传输系统与所提出的感应电能传输系统拓扑的特性。然后,分别分析了互感、拾取线圈自感及内阻对电流分布和系统效率的影响。最后,通过4个并联拾取模块的感应电能传输系统实验平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明,采用所提方法时多并联拾取模块的电流和输出功率基本一致,并且相比传统感应电能传输系统,系统效率最高提升了2.21%。

磁脱扣器动作响应分析及储能电容匹配设计

驱动电路与磁脱扣器是电磁式漏电保护器的核心组件,磁脱扣器需与储能电容匹配。在电磁式漏电保护器基本工作原理分析的基础上,建立磁脱扣器的数学模型与有限元计算模型,根据激磁安匝变化进行衔铁响应状态分析,仿真不同线圈激励形式下磁脱扣器动作响应状态。研究衔铁角动量与角位移变化特征,根据无激励时衔铁释放临界角动量与角位移关系,确定不同线圈激励形式下的衔铁临界释放条件。研究电容电压激励源下衔铁所受力矩冲量的变化规律,分析电容及其储能对衔铁释放响应状态的影响,根据临界储能最小的原则确定电容匹配,可以降低衔铁可靠释放所需储能。通过对磁脱扣器样机进行实验测试,验证了理论分析与仿真计算的正确性。

一种带飞跨电容的单相光伏逆变器

非隔离型逆变器存在的漏电流会增大系统损耗、产生安全隐患。研究了一种带飞跨电容的新型单相光伏逆变器,由5个开关管、一个飞跨电容和一个滤波器构成,结构简单,易于实现。逆变器交流侧与直流侧共地,可完全消除漏电流。针对该新型单相光伏逆变器,采用一种改进的单极性SPWM技术进行控制,优化了各开关管的控制逻辑,所有开关管只在半周期内高频调制,有利于减少开关管损耗。搭建了逆变器的仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

基于电容限流的混合式高压断路器拓扑研究

随着电能传输容量越来越大、传输距离越来越远,高压、超高压直流输电网的“弱阻尼,低惯量”愈发严重。高压直流断路器已成为高压、超高压直流电网的关键器件之一。本研究提出的一种利用电解电容进行限流的混合式高压直流断路器,具备良好的故障电流开断能力,并能够抑制故障电流的快速上升,减少全控开关IGBT数量。首先,介绍基于电解电容进行限流的断路器的电路结构;然后,阐述其阻断故障电流的原理;最后,在仿真平台PSCAD上搭建了仿真模型。仿真结果表明:该断路器能够快速阻断故障电流,抑制电弧。

一种CC/CV平滑切换的宽输出电压充电电路

目前多种动力蓄电池凭借着能量密度高、续航里程长和可循环使用等优势,在新能源汽车领域得到了广泛应用。针对当前以谐振电路为基础构建复合变换器应用于蓄电池充电存在输出电压范围、模式间切换、效率等不同问题,提出了一种四开关Buck-Boost与电容钳位LLC级联复用式变换器作为充电电路。该电路增益曲线的容性区和感性区均可工作,宽调频范围的容性区具有恒流特性,感性区的最佳谐振点具有恒压特性,利于实现蓄电池恒流恒压充电控制。频率与占空比的解耦控制拓宽了变换器的输出电压范围,且负载阻抗连续变化下电压增益连续,利于实现蓄电池恒流恒压平滑切换及满足不同电池充电控制方案,宽增益下的宽调控范围可减少输出纹波。拥有桥臂间移相软开关、复用桥臂增强软开关能力和降低通态电流、变压器低磁链及最终移动于最佳谐振点工作等电路特性,利于实现电能高效传输。仿真与实验结果验证了充电电路全程满足ZVS、ZCS的恒流恒压控制及充电模式间平滑切换特性。

不平衡电网下模块化多电平换流器的直流环流均衡策略

不平衡电网下模块化多电平换流器(MMC)存在三相直流环流不均衡问题,易导致相间电流应力和热应力差异,降低其在不平衡工况下安全运行能力。该文从桥臂功率角度分析不平衡电网下三相MMC直流环流不均衡现象和基于零序电压注入的直流环流均衡机理。提出一种零序电压注入的直流环流均衡方法,通过网侧电流与直流环流偏差量计算得到零序电压相位,经过比例谐振控制器生成零序电压注入量,进而实现直流环流的快速、有效均衡。在所提出的控制策略的基础上,研究该方法对MMC桥臂电流峰值、有效值及子模块电容电压纹波的影响规律。仿真与实验结果验证了该文理论分析与控制策略的有效性。

基于占空比主动调节的钳位开关电容型DC/DC解耦控制策略

钳位开关电容型DC/DC(Clamping Switched Capacitors-based DC/DC,CSC)是构建具有直流故障自清除能力直流变压器的有效模块。由于传统控制策略下的CSC中直流电压与电容电压存在着耦合效应,直流电压的变化将直接引起电容电压与交流环节电压幅值的变化,使得CSC在两端直流电压不匹配时可能发生软开关丢失、电流应力增大、功率损耗增加等运行性能下降的现象。鉴于此,为改善CSC在直流电压不匹配时的开关及效率性能,提出了一种基于可变占空比的CSC电容电压解耦控制策略。该策略可以在CSC的整个运行范围内保证交流电压幅值的自动匹配,对于改善CSC的整体运行性能具有明显效果。基于试验样机,验证了所提控制策略的正确性与有效性。

大容量多层陶瓷电容器的充测特性与测试方法研究

智能驾驶时代的到来使得新能源汽车得到了巨大发展,大容量、高耐压、多层陶瓷电容的市场需求与日俱增。这类电容属于Ⅱ类陶瓷电容,具有介电常数大、充放电时间长的特点,测试分选这类电容需提出更高要求。为满足这类电容的测试分选需求,为相关行业研发人员解惑,分析了电容的介电特性、吸收电特性、充放电特性、双峰现象以及在线测试等。通过相关产品测试得出:在额定电压电流条件下,改变充电时间、充电次数、空位间隔等相关参数,可延长充电时间和充电后空置时间,减小漏电流。

一种基于非线性电流跟踪算法的STATCOM相间电容电压平衡控制策略

针对基于级联H桥拓扑结构的静止同步补偿器在传统控制框架下所产生的相间电容电压不平衡问题,采用一种新型混合调制方法并提出了一种全新的非线性分相电流控制策略。首先,基于六模块十三电平级联H桥拓扑结构,阐明新型混合调制的调制原理,并阐述适用于新型混合调制的相内电容电压均衡策略。其次,推导了静止同步补偿器在两相同步旋转坐标系下的控制模型,并分析指出采用dq解耦控制存在的相间电容电压不平衡问题。针对相间电容电压不平衡问题,提出基于三相静止坐标系下的电流分相控制策略,通过Lyapunov稳定性判据第二法推导并设计实现对交流指令电流无差跟踪的非线性电流控制器。最后,在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型。仿真结果表明,所提控制策略在不同条件下均能保持相间电容电压一致和稳定,且具有良好的动态响应特性。

LCL型并网逆变器电网电压前馈控制策略研究

为抑制LCL型并网逆变器系统固有谐振频率,消除非线性负载带来的电网电压畸变并网电流谐波,通过电容电流反馈有源阻尼控制减小LCL固有谐振。为抑制电网电压对并网电流产生的影响,采用电网电压前馈控制策略实现,对比各种前馈控制效果,从而得到高质量的并网电流。通过MATLAB/Simulink仿真验证所提前馈控制策略有效。

城市轨道交通杂散电流对电网变压器的影响及分析

文章围绕城市轨道交通杂散电流的形成路径及其对电网变压器产生的主要影响展开分析,阐述电网变压器保护措施,研究基于串联电容法的隔直设备及其对电网变压器保护的影响,以确保城市电网的稳定运行和变压器装置的正常使用。

浅析在化工行业滤波电路中电容器的选择

为了解决谐波的巨大危害,在工程实践中有效治理谐波问题,提出最有效的办法就是在系统中加装滤波电容器。首先介绍了滤波器的分类。其次,分析了在谐波存在时,滤波电容器会产生并联谐振和串联谐振现象。尤其是当谐波是某个特殊频率次数时,对滤波器对谐波电流的放大情况进行了论述,并考虑串联电抗器对过电压影响,给出了过电流倍数和过电压倍数的计算方法。在工程设计中,合理使用滤波电容器对电路优化有积极的意义。

变母线电压的LLC高压电容充电电源设计

提出了一种两级式可变母线电压的高压电容充电电源技术方案,该拓扑在半桥LLC谐振电路的基础上增加了一级图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路,通过改变母线电压来解决传统LLC谐振电源在输出更高电压时,工作频率变化范围过大带来的充电效率下滑的问题。由于图腾柱电路本身具备功率因数校正的功能,该电源设计还拥有能够直接从电网取电而不影响电网电能质量的优势。首先介绍了本电源设计中两部分的电路拓扑和工作原理,采用等效电阻法分析了电容负载下的电源输出特性。针对前级图腾柱电路设计了双环控制器以实现对母线电压和功率因数的控制,针对后级LLC电路提出了比例积分(PI)加低通滤波的恒流控制器以降低高频噪声带来的不利影响。最后通过模型构建与仿真分析,研究了高压电容充电电源3000 V/1 A时的充电特性,验证了本电源技术方案、设计和控制策略的可行性。

Instantaneous Current Feedback Control Strategy on Buck Mode Inverter

Buck型逆变器的电感电流瞬时值反馈控制和电容电流瞬时值反馈控制存在本质区别。以差动正激直流斩波器型高频环节逆变器为例，采用理论推导方法，研究这两种电流控制逆变器的稳定性、输出外特性、短路能力、输出功率特性、带非线性负载能力及动态响应特性。研究结果表明，电感电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率受限、较强的过载和短路能力、较软的输出外特性、较弱的带非线性负载能力、较差的动态响应等特点；而电容电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率不受限、较弱的过载能力、无短路能力、硬的输出外特性、较强的带非线性负载能力、较好的动态响应等特点。研究成果为Buck型逆变器电流型控制策略的选择及其设计提供重要的理论依据。

一起500kV串补电容器组不平衡电流高定值旁路故障分析

近期网内某500kV串补站发生了数次串补电容器组不平衡电流高定值动作导致旁路故障的情况,本文通过研究该串补站电容器组不平衡电流动作机理及保护方式,结合故障录波分析,判断故障原因及故障类型,并通过故障模拟仿真进行了验证,然后针对该故障类型特点选择极间直流电压试验成功排查出故障电容器单元,并经解体检查证实。现场实际表明,该方法可有效排查出文中提到的瞬时性恢复故障,为日后运维人员处理该类型故障提供借鉴。

π型接线高压电容器组不平衡电流离线测试方法

国内交、直流滤波器电容器组一般采用H桥型结构,但某些换流站采用π型结构电容器组,H桥型电容器组不平衡电流离线测试方法不再适用。本文提出将π型结构电容器组构成H桥型间接测量不平衡电流的新方法,分别对电阻、电容和电感3种构成H桥的方法进行计算公式推导和仿真分析。为减小现场电磁干扰对测量精度的影响,本文采用多频率点测试不平衡电流的方法进行现场测试,结果表明新方法理论思路正确,可以准确测量不平衡电流。