定频变占空比控制的倍压型宽增益LLC谐振变换器

传统LLC谐振变换器在宽电压范围应用时开关频率工作范围过宽,且电压调节性能较差。针对上述问题设计了一种定频变占空比的脉宽调制策略,该策略基于倍压结构的全桥LLC谐振变换器,通过改变原边侧开关网络工作在全桥和半桥的占空比,调节谐振槽输入电压;同时,控制副边侧双向开关,可改变整流网络工作在全桥和倍压两种整流模式的占比,最终实现4倍电压增益的调节范围。与变频控制相比,该策略下变换器负载和励磁电感对增益的影响较小,可选用较大的励磁电感来减小循环电流。变换器原边侧开关管实现ZVS导通,整流二极管实现ZCS关断。最后,仿真与实验验证了该调制策略下变换器的可行性。

面向城市灵活供电的高频隔离双向DC/DC变换器的启动分析与优化

高频隔离双向DC/DC变流器是基于直流配电的城市灵活供电系统的重要枢纽设备。CLLC变换器作为典型的拓扑,具有效率高、功率对称性强等优点,但由于其启动过程较为复杂,接入直流配电系统时需要进行分析与优化。针对CLLC启动时可能直接接入直流母线,或带电阻型、电容型负载等工况,首先对已有的软启动方法进行了研究,然后针对现有方法存在的问题提出了一种不对称改变占空比的新软启动方法,最后通过Matlab/Simulink对不同软启动方法进行对比。仿真结果表明,所提方法能有效抑制启动瞬间的电流尖峰,避免了由寄生电容充放电引起的谐振电流高频波动,且始终保证整流侧一半的二极管实现ZCS关断。所提方法具有工作模态简单、容易实现的优点,可有效指导工程实践。

煤矿主通风机电机启动方式应用分析

针对近年来矿井通风需求量的增大,通风机电机功率不断增大的现状,若采用传统的方式启动通风机,存在易对电网造成较大冲击,影响其他设备安全稳定运行的问题,为有效解决上述问题,重点研究了矿井主通风机电机启动方式,基于主通风机电机启动方式应用现状,对通风机电机三种主要启动方式:全压启动,软启动及变频启动进行分析,分析了各自的优势、劣势,并结合工程应用案例进行了对比分析,得出了各种启动方式较适合应用的场景,以为矿井通风机电机启动方式的科学,合理选择提供支持。

宽负载范围高效四开关Buck-Boost变换器的新型变频控制策略

四开关Buck-Boost(FSBB)变换器采用四模式工作,有效降低了输入电压接近输出电压时电感电流的平均值,缓解了单模式控制、双模式控制和三模式控制效率低的问题。然而,传统的软开关或恒频硬开关控制方式难以在全负载范围内保持高效率工作。提出了一种新颖的变频控制策略,以提高宽负载范围内的效率。轻载时采用高频软开关控制,重载时采用低频硬开关控制,以提高宽负载范围下的整体效率。基于四模式FSBB的损耗模型,提出了针对负载电流的变频控制,并给出了详细的损耗分析。为验证分析的正确性,搭建了一台5 k W的实验样机。实验结果表明,在宽负载范围内,通过频率变化实现软开关和硬开关相结合的变频控制方式有效优化了整体效率,峰值效率达到98.5%。

宽电压增益范围双向CLL谐振变换器研究

双向CLL谐振变换器在变频或移相控制下均为窄电压增益范围。为了实现双向CLL谐振变换器在开关频率小范围变化的同时具有宽电压增益范围,详细分析了变频和移相控制方式下双向CLL谐振变换器的工作原理、变频及移相控制的优缺点,提出了一种变频升压、移相降压的混合控制方法。在该控制策略下,不仅实现了变换器双向工作时稳定输出,还实现了良好的升降压能力和软开关特性。最后设计了一台500 W的实验样机验证混合控制下双向CLL谐振变换器的性能。实验结果验证了混合控制策略的可行性和变换器升降压能力的优越性。

变频起动及固态降补起动在大型电机的应用

高压变频起动方式和高压固态降补起动方式是两种比较先进的降压起动方式,可以优化电机的起动参数、保护用户的电网性能、减少对机械设备的冲击、延长机械设备及电机的寿命。目前这两种起动方式广泛应用于10 kV电网负载当中,该文主要论述了高压变频起动方式及高压固态降补起动方式在空分领域的应用,两种起动方式的技术方案、工作原理、起动方式、容量计算、占地面积、成本、对电网参数影响等方面的对比等,通过深入对比分析,对高压电机起动方式选择有很大的参考价值。

基于谐振变换器的自适应窄频率范围变频与定频混合调制策略

近年来,谐振变换器因效率高、功率密度高、软开关范围宽等特性而被广泛应用于电动汽车、新能源发电、航空航天电源等领域。谐振变换器一般采用脉冲频率调制(PFM),在轻负载和宽输出场景下开关频率的变化范围过宽,存在无法实现软开关、变压器利用率低、电磁干扰严重等问题。为此,文中提出一种自适应窄频率范围变频与定频混合调制策略。该策略具有频率变化范围窄、自适应切换频率、全过程实现软开关的优点。首先阐述混合调制策略的工作原理、设计流程和性能分析,再通过一台串联谐振转换器(SRC)的实验平台对所提出的调制策略进行验证。

烧结主抽风机10kV同步电机高压变频器应用问题处理

随着高压变频调速技术的发展,级联式高压变频器容量越来越大,由驱动异步电机逐步发展到同步电机,广泛应用于驱动高炉鼓风机、轧钢机、烧结机等大容量高压同步电动机场合,即能代替软启动器启动电机,又能根据工艺要求进行变频调速,灵活实现工变频之间可逆切换,本文对莱钢新480m^(2)烧结机主抽风机在调试过程中启动高压同步电机出现问题和处理过程、改进方法作重点介绍,为类似项目提供借鉴。

分级交-交变频高转矩软启动器原理和仿真

介绍了一种采用分级交-交变频方法,针对交流电机的稳态数学模型,主电路采用晶闸管三相交流调压电路改变电源频率,得到适当电压矢量,使电机在启动过程中获得最大转矩,并采用对称分量法进行理论分析和用Matlab仿真对理论分析结果进行验证,理论分析结果和仿真结果高度统一,证明方案有效性和可行性。

离散变频软起动过程的若干问题

针对采用离散变频方式实现三相异步电动机重载软起动过程的一些技术问题进行了分析和研究.首先,分析离散变频软起动过程中分频谐波的影响,表明分频基波产生的转矩达70%以上;其次,研究基于失电残压的无速度传感器测速方法;再次,提出离散频段切换原则,即切换时保持前后频段基波的相位角相吻合,可以防止转矩脉动;最后,提出基于分频时间片段的控制策略,使得在1个工频周期内就可对系统做出调整,提高了控制的实时性.经理论推导和仿真分析验证了提出方法的可行性和有效性.

一种基于正弦波电压空间矢量的新型软起动器

针对目前软起动器存在着起动电流大、起动转矩低的缺点,研制了一种基于正弦波电压空问矢量的软起动器。该新型软起动器采用传统的三组反并联晶闸管作为主电路结构,构成三相异步电动机软起动控制器,将变频调速控制中的电压空间矢量引入正弦波电压空间矢量的新型软起动中,提出了电压空间矢量软起动技术的新控制算法。将该软起动器与传统的斜坡升压软起动效果进行了比较,实验结果表明:基于正弦波电压空间矢量的软起动器可起动带有一定负载或较大惯性负载的电动机,而且电流保持在较小的值。

基于可变电感的恒频非隔离型多路LED驱动器

多路LED串并联会引起各支路电流的不均衡,电容电荷平衡的均流方案直接导致大的无功环流,提升了器件应力;同时,变频率的开关控制也使得磁性元件难以有效优化,波动负载的软开关特性无法可靠保障.基于此,文中提出一种基于可变电感(Ⅵ)的多路LED调光电路,不仅可完成恒频控制,降低电磁干扰(EMI)电路的设计复杂性,并且可实现开关管的大范围软开关(ZVS),提高能量转换效率.文中所提电路利用半桥电路叠加的结构,共用谐振电感以增加均流路数,从而提升了功率密度,并通过Ⅵ简化了LED调光控制.文中详述了电路的工作原理,并以8路LED为例,搭建18W实验样机,从而验证了所提LED驱动电路的可行性.

基于多级离散变频的高转矩软启动技术

交流电机直接起动会产生很大的冲击电流,影响电机的使用寿命以及给电网带来不良影响。采用降压起动装置或常规软起动器起动又很难提供足够大的起动转矩,无法实现重载起动。针对这些问题,研究了一种基于多级离散变频的高转矩软启动技术。仿真结果表明了所研究的软启动技术具有起动转矩大及起动电流小的显著优点,在重载电动机的起动方面具有一定的创新性和较好的应用前景。

感应电机离散变频磁链控制策略

提出一种基于空间电压矢量的感应电机离散变频磁链控制策略。首先分析三相晶闸管电路两相导通时电压矢量对感应电机磁链轨迹的影响,找出基于离散变频控制的感应电机转矩脉动的原因;其次,建立三相晶闸管电路两相导通时感应电机动态数学模型,得到定子磁链方程,并计算三相晶闸管电路都关断时定子磁链衰减量;最后给出所提控制策略的实现方法。研究结果表明,反向作用电压矢量是造成感应电机转矩脉动的主要原因,所提方法能消除反向作用电压矢量,与传统方法相比最大起动电流降低46%。实验结果验证了上述结论。

双馈电机风力发电柔性并网方式的分析与比较

随着风力发电机组单机容量的增大,并网技术越来越受到重视.传统的风力发电并网技术在并网瞬间会产生很大的冲击电流,威胁发电机及电力系统的安全.近年来变速恒频双馈风力发电系统逐渐成为风力发电的主流,针对该系统的特点,分析比较了空载并网、负载并网这两种适合双馈电机的柔性并网方式,建立了并网前数学模型,并基于电网电压定向分别设计了并网控制策略.仿真和试验结果表明,这两种方法都能在变风速条件下实现无冲击电流并网,并网后切换到最大功率点跟踪控制过渡平稳,是双馈电机风力发电系统理想的并网方式.

变速恒频风力发电机空载并网控制策略

将磁场定向的矢量控制技术应用到双馈风力发电机并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机空载并网控制策略,实现了转子侧电流与磁链的解耦控制。为了说明该控制策略的有效性,用Matlab/Simnlink建立了空载并网仿真模型,进行了仿真分析,并在11 kW双馈风力发电系统平台上进行实验验证,仿真分析和实验结果均表明该控制策略能有效控制电机定子电压与电网电压在幅值、频率及相位上保持一致,可实现大容量风电机组的无冲击并网,同时也表明空载并网技术是变速恒频风力发电机较理想的并网方式之一。

基于离散变频技术的电机重载软起动系统

针对离散变频软起动方法中的关键问题,研究了不同触发方式对分频电压基波相位的影响,并分析了各离散频段的选取及切换过程.为了减小谐波、优化输出波形,引入了等效正弦触发控制,其总谐波失真(THD)降为191.57%.考虑到功率因数角的影响,采用了触发角和功率因数角协同控制策略,保证起动的平稳,使起动电流有效值小于软起动时的有效值.通过基于dsPIC的软起动器驱动感应电机的实验平台,验证了研究方案的实用性和有效性.

直接转矩控制在带式输送机电气传动中的应用研究

针对煤矿带式输送机电气传动装置的特点,提出了将基于直接转矩控制策略的变频调速技术应用到带式输送机电气传动控制系统上,介绍了直接转矩控制方案,并应用TMS320F2407组建了实验系统.实验结果证明,该控制方案启动转矩大,电流冲击小,启动速度非常平稳.

一种新型临界模式控制的变频软开关全桥DC/DC变流器

储能电感位于原边的全桥DC/DC变流器（full bridgeconverter with primary side energy storage inductor,FB-PESI）,采用传统的固定频率、移向控制（phase-shift,PS）方式时主要工作于断续导通模式（discontinuous conductionmode,DCM）,不适合应用于宽范围电压输入的场合。为克服PSFB-PESI变流器的这一缺点,提出一种新型的采用变频（variable frequency,VF）控制策略的FB-PESI DC/DC变流器（VFFB-PESI）。该VFFB-PESI变流器不仅保留了PSFB-PESI变流器宽范围软开关、高效率、高功率密度的优点,还可始终工作于临界导通模式（critical continuous operation mode,CrCM）,从而在宽输入电压范围内均可获得较高的变换效率。同时给出了针对该VFFB-PESI变流器的损耗分析方法和优化设计流程。通过制作的300 W、200~400 V输入、12 V输出样机实验,验证了理论分析的正确性。

电机分级变频软启动与谐波滤波一体化

针对电机启动时伴随的大电流、小转矩和不平稳等问题,提出了一种电机分级变频软启动与谐波滤波一体化方法,该方法结合可变电抗技术、分级变频技术和无源谐波滤波技术,介绍了电机分级变频软启动与谐波滤波一体化的原理、拓扑架构和实现方法。在窑磨、煤磨或矿井大型提升设备拖动的电机中应用时,可使该电机在启动过程中的限流和转矩要求得到满足,并在电机软启动过程中及结束后实现动态谐波滤波,在整体上提升高压大功率电机的重载启动性能,节能降耗,保持电网电压稳定,便于工程实现。