软开关AC/DC变流器中SVPWM波形的优化选择

针对所提出的软开关AC/DC变流器 ,基于软开关变流器的工作原理和空间矢量控制机理 ,通过分析、仿真和实验 ,研究了 4种SVPWM波形的谐波成分和谐振环开关频率 ,从而确定适合该软开关AC/DC变流器的最佳逼近方式和SVPWM波形。给出了仿真和实验结果。

桥式并联谐振直流环AC/DC变流器的最佳谐振控制

提出一种桥式关联谐振直流环电压源型ＡＣ／ＤＣ高功率因数变流器，所有器件可实现双零开关，采用相平面法对整流和逆变两种工作状态进行了归一化分析。在此基础上，讨论实现软开关的最佳谐振控制和参数设计，给出了实验结果。

低谐波高功率因数的AC-DC变换器设计

为了降低电子电源的谐波污染,提出了一种适用于中小功率电源的高功率因数AC-DC变换器的设计。该设计以STM32F103单片机为主控制器,MOSFET全控整流和Boost斩波型APFC电路为核心;采用功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形,进行闭环反馈控制,实现稳压输出。测试表明:当输入交流有效值为24 V,输出直流电流为2A时,输出电压稳定在36.03 V,电源交流输入功率因数达到99.5%,效率达到91.2%,同时具有良好的负载调整率和电压调整率。

高输入功率因数的三相无源AC-DC变换器

对于采用三相不控整流桥作为前级的变换器,自然条件下其输入电流波形系数不高,使得输入功率因数很低,降低了电源的利用率。为此需要采用功率因数提高技术,其中无源PFC是一类重要的功率因数校正技术,在某些场合非常具有应用价值。本文介绍了几种三相无源AC-DC变换器的高功率因数方案,如采用LC滤波器、移相电抗器,谐振电抗器,移相变压器,相间变压器,相间电抗器等,在进行简单的工作原理描述后,给出了部分方案的MATLAB/SIMULINK仿真结果。

一种新型矩阵式AC/DC变换器研究

为克服常规AC/DC变换器的缺陷,提出了一种新型AC/DC变换器——三相/一相矩阵式变换器(3/1MC).该矩阵式变换器直接将三相交流380 V/50 Hz输入变换为单相PWM高频、高压交流电压.由高频变压器隔离并调理为需要的幅值后,经倍流式整流、滤波输出预期的直流电压.控制电路由UC3879及外围逻辑芯片组成.通过4kW 28.5V/140A原理样机的实验验证了理论分析的正确性及方案的可行性.

AC/DC整流器并联均流新型下垂控制策略

为降低传统下垂控制造成的母线电压衰减,提出一种基于AC/DC整流器等效阻抗差的改进型下垂控制策略,并应用于解决中小型运载器的发供电系统均流问题。分析了AC/DC整流器的dq轴模型及其等效电路,并据此给出等效阻抗计算式。在确定并联整流器的等效阻抗相对关系的前提下,建立AC/DC整流器输出电流差和电压差之间的数学模型,并以此为基础,针对等效阻抗较大的整流器设计下垂控制器。为验证所提策略的有效性,建立了永磁同步发电机—整流器并联系统的仿真模型和实验平台。仿真分析了等效阻抗和控制参数对均流性能的影响。仿真和实验结果表明,基于整流器等效阻抗差的下垂控制能够在降低母线电压衰减的基础上实现均流,该方法尤其适合高压小电流的AC/DC整流系统。

带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器

提出一种带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器,并深入分析研究这种变换器的电路拓扑、具有恒流充放电的类整流单极性移相控制策略、稳态原理、输入二倍频电流纹波抑制等关键技术,获得重要结论。该电路拓扑由输入二倍频电流纹波抑制电路和单级充放电高频环节DC-AC变换电路级联构成,该控制策略是通过双向整流电路将高频变压器的正弦脉宽脉位调制波整流成输出正半周或负半周的正弦脉宽调制(SPWM)波,并实现蓄电池的恒流充放电,输入二倍频电流纹波抑制电路是在蓄电池和输入滤波电容之间串联一个L_rC_r并联谐振电路。研制的样机实验结果表明,该变换器具有高频隔离、单级双向充放电、变换效率高、充放电电流纹波小等优点。

一种基于滞环控制的三相四线制AC/DC双向变流系统设计

基于滞环控制理论,提出了一种简便易行、易于应用普及的三相四线制AC/DC双向变流系统的主电气及控制回路设计方法。通过Matlab仿真软件,进行了一定功率条件下的整流与有源逆变双向充放电电压、电流波形仿真,验证了主电气拓扑设计及控制方法的有效性。需要说明的是,本系统在对网侧交变电流进行直接跟踪反馈控制中,通过谐波源抑制技术使得网侧电流波形更加趋近于标准正弦波,从根本上减少了网侧谐波次数,从而提高了电能质量。

AC/DC变换的自动控制系统

提出一种新的AC/DC变换控制方法,系统以89C752为主体构成控制电路,与4046锁相环构成同步电路,输出控制GTR基本触发脉冲,该脉冲采用PWM控制方式产生,89C752的AD通道采样,它可以使在AC/DC变换时,从电网输入的电流近似正弦波,为功率因数为1,本控制系统可用于功率达kW级整流电源系统的控制。

交错并联LLC谐振的双向AC-DC变换器

针对当前平衡供电供需与解决再生能源间歇特性的问题,设计了一种以优化PWM调制策略控制图腾柱无桥PFC和交错并联双向LLC谐振电路的两级式双向AC-DC变换器。前级运用了优化PWM调制的控制策略,增强网侧电流对电网电压的跟踪能力,后级采用同步整流管驱动控制的交错并联LLC谐振变换器的方案,设计了变换器和环路补偿的参数,通过搭建实验仿真系统验证设计的可行性。结果表明,实现正向工作输入交流电220±10%V,输出直流电12 V,额定功率1 800 W;反向工作输入直流电12 V,输出交流电220 V,验证所设计的合理性与可行性。

LCC-HVDC系统整流–逆变交互振荡模式稳定变化特征及机理研究

LCC-HVDC系统联接弱交流系统时,整流站和逆变站之间存在强交互作用。研究发现,对于弱交流系统场景,LCC-HVDC的整流侧和逆变侧交流系统在不同短路比(short-circuit ratio,SCR)组合下,系统稳定性由整流–逆变交互振荡模式主导,且随定电流控制参数的改变呈现“单调–非单调”更迭现象。该文通过阻尼比特性曲线和参数灵敏度研究该“单调–非单调”更迭现象的产生机理,指出该现象是由两端交流系统强度相互制约下的整流–逆变强交互作用导致,体现出系统稳定性趋势的“木桶效应”,即LCC-HVDC系统的稳定性趋势由所联接交流系统强度弱的一侧换流站主导。基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真,验证整流–逆变交互振荡模式稳定变化趋势的“单调–非单调”更迭现象。该研究可为掌握实际工程交互作用振荡模式及选取合理控制参数提供理论支撑。

基于交-直-交型矩阵变换器的多驱动系统的控制策略

在交-直-交型矩阵变换器(AC-DC-ACMC)的基础上,提出了一种新型的多驱动系统拓扑电路及其控制策略。拓扑电路由一个整流单元和多个逆变单元组成,多个逆变单元接在同一直流母线上,可以同时驱动和控制多路负载。PWM整流控制可以获得单位输入功率因数的正弦PWM波输入电流。在多个逆变单元中采用空间矢量调制,可以分别获得不同频率和幅值的正弦PWM波输出电压;同时通过合理插入零矢量,实现输入侧零电流换流。仿真实验结果证实了文中所提出理论的正确性。

一种电压型 PWM 整流器控制方法的研究

根据改进的周期平均模型，得到控制ＰＷＭ整流器交流侧相电压的参考信号，解决了间接电流控制方法在暂态过程中交流输入电流的直流偏移问题。该方法不仅具有间接电流控制方法的设计简单，控制概念清晰等优点，同时具有直接电流控制的优良的动静态性能。理论分析和实验、仿真结果完全吻合。

交流发电机整流供电系统故障限流装置的分析与设计

提出了一种新型的整流发电机供电系统区域间限流保护方案及限流器电路。给出了适用于限流器分析的整流发电机的简化模型。建立了该型限流器的数学模型,得到了整流发电机电源参数对FCL承受的最大电压和最大电流的影响关系,通过MATLAB仿真验证了简化模型和所推导结论的正确性。研制出小功率实验样机,完成了三相整流同步发电机直流侧突然短路故障时限流的动态模拟实验。实验结果表明该限流器设计合理,限流效果明显。

提高PWM整流器抗负载扰动性能研究

提高PWM整流器抗负载扰动能力、减少直流母线电容量是PWM整流器重要的研究内容。文章首先深入分析了PWM整流器在传统带负载前馈的双闭环控制方式下负载突变时动态 响应受限制的问题,提出了稳态采用带负载前馈的双闭环、瞬态采用0*qi变结构控制的改进方 案,有效地提高了PWM整流器抗负载扰动的能力。其次在对PWM整流器动态分析的基础上, 提出了直流母线电容准确计算的解析表达式。仿真结果验证了变结构控制的有效性和母线电容计算的正确性。

多脉波整流技术综述

给出了多脉波整流系统的定义及分类;然后根据移相变压器的不同,系统地分析了12脉波、24脉波和36脉波整流系统的优缺点。分析了多脉波整流系统直流侧谐波抑制方法的研究现状。讨论了提高多脉波整流系统性能的方法,并分析了负载性质对这些方法的影响。对若干需要研究的问题进行了展望,特别分析了多脉波整流系统应用中的关键性问题。

含不控整流的交–直–交变换器频域谐波分析模型

为准确估计含三相不控整流的交–直–交变换器所产生的谐波,提出了可深入分析其谐波产生特性的新型模型。首先提出简化变换器谐波分析的三相电压源型整流(voltage source converter,VSC)等值电路,并对电路参数进行了估算。通过分析三相VSC在电容充、放电各阶段的工作原理,在频域中求解出了供电电压与其所产生的谐波电流的解析关系。建立了每个周期电容充放电的数学模型,基于此计算出三相VSC中二极管的导通和关断时刻,并估算出直流侧电压。进而将交–直–交变换器时域的谐波非线性特征转化为频域的谐波耦合导纳矩阵模型,矩阵中的元素可直观地体现出各次谐波电压和谐波电流之间的耦合关系。通过将所提出模型的编程计算结果与Simulink时域仿真结果、实验测量结果以及传统恒流源模型的计算结果进行对比,验证了谐波耦合矩阵模型可准确地表征含三相不控整流的交–直–交变换器所产生的谐波。

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.

一种基于SPWM的交-直-交型变频器系统简化模型

针对应用Matlab/Simulink/PSB对交-直-交变频器建模仿真存在运算量大,耗时长的问题,提出了一种适合于控制系统分析设计的简化高效的基于SPWM变频器系统模型。首先详细推导了基于通用模块的变频器开关函数模型;然后提出一种代替SPWM脉宽调制环节的等效方法,组成了变频器系统的简化模型,并分析了基于简化模型设计控制系统的有效性;最后通过仿真进行验证。结果表明简化模型保持了原模型的外部特性而实际用时显著缩短,适合于控制技术研究的仿真应用。

近正弦输入电流三相整流器的分析和参数设计

研究一种低输入电流谐波的三相不控整流器。该整流器由输入电感、三相整流桥以及与整流二极管并联的电容组成,通过在交流侧加电感和在二极管上并联电容来改善网侧电流波形,提高功率因数。在分析该整流器3个工作模式的基础上,结合该电路的特性,提出一种相应的参数设计方案,给出参数的优化设计公式。利用这些公式设计了3台工作于不同模式的整流器,并通过实验进行验证和分析。结果表明该整流器与传统三相整流器相比,可显著降低输入电流的谐波含量,且在额定工作点附近可获得接近1的功率因数,从而证明了参数设计方法的正确性,可作为设计低输入电流谐波的三相不控整流器的参考依据。