三相交错并联DC-DC变换器的模糊高阶滑模控制

针对传统ST滑模控制算法在DC–DC变换系统到达段存在快速性和抑制抖振之间的矛盾问题,提出一种三相交错双向DC–DC变换器的模糊高阶滑模(FZST)控制算法.该算法依据李雅普诺夫函数求解出系统稳定需要满足的收敛条件,然后基于当前误差进行模糊逻辑推算,进一步在线调整收敛条件下的滑模面系数,保证对误差项加速抑制的同时完成对静态误差的积分,保留了ST滑模控制的动态性,并抑制系统的抖振.最后对双向DC–DC半桥回路中的电压环和电流内环,进行双FZST滑模控制的仿真与实验验证,结果表明:系统在电压跟随,输入端电压与输出端负载大扰动情况下,FZST滑模控制算法具有较强的鲁棒性,能够改善系统的动态品质,并有效地解决抖振问题.

三相交错式双向DC/DC储能变流器的研究

大功率双向DC/DC变流器是电力储能系统的重要环节,三相交错技术的引入克服了传统单相DC/DC变流器的缺点。实验结果表明,三相交错式双向DC/DC变流器应用于电力储能系统能获得较好的电压、电流波形,为电网及储能系统的安全稳定运行提供了保障。

一种三相交错并联双向传输CLLLC谐振变换器

针对电动汽车OBC(On Board Charger)在进行充放电时,需要DC/DC变换器同时具备大容量和双向功率传输的性能,提出了一种能够双向功率传输的三相Y-Δ型交错并联结构的CLLLC型DC/DC谐振变换器。它兼顾了多相交错并联结构的大容量特性和CLLLC结构的双向功率传输能力。该结构高压侧为Y型交错并联,低压侧为Δ型交错并联,实现较小的变压器原、副边匝比,同时使各相间自动均流。对CLLLC结构在高、低压侧谐振腔不完全对称情况的增益特性进行了分析,给出了该拓扑的参数设计方法。选取了一组参数,其可以通过变频控制在高压侧得到最高两倍的电压增益。最后通过一台频率200 kHz功率1.5 kW的实验样机进行验证,证明该型拓扑结构和其参数设计方法的可行性。

一种三相交错并联DC/DC储能变换器的设计研究

提出了一种应用于储能逆变器的三相交错并联DC/DC变换器,该变换器具有输出电流纹波小、开关器件电流应力低、能量双向流通、系统效率高的优点。详细分析了交错并联DC/DC变换器的工作原理和控制策略,推导了变换器占空比和电感电流纹波的表达式;并运用Simulink平台和20kW原理样机验证了理论分析的正确性。

三相交错级联变流器研究

针对常见的H桥级联变流器拓扑结构或需要多个直流电源、难以实现四象限运行,或成本高、控制算法复杂等问题,提出了一种三相交错级联变流器拓扑结构及其调制方案。该变流器由3个三相两电平变流电路两两错相联结而成,结构简单,直流电压利用率高;采用错时采样脉宽调制技术,降低了开关损耗和输出波形畸变率。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于错时采样脉宽调制技术的三相交错级联变流器输出波形正弦度好,谐波含量低。

三相交错并联DC/DC变换器充放电功率分配控制策略

为了降低充放电电流纹波、延长蓄电池使用寿命,提高多变换器并联时功率均衡的速度,针对三相交错并联型DC/DC储能功率变换器,提出一种基于荷电状态幂次方的充放电功率分配控制策略。通过引入电压补偿系数,防止蓄电池放电过程中直流母线电压的跌落;以两阶段充电为例,提出功率修正算法,避免分配到的充电功率大于模块自身的额定功率,造成蓄电池过充。对不同均衡速率、多模块运行的暂态特性、充放电转换等条件下的变换器功率分配情况进行仿真验证,结果表明所提控制方法可以快速、有效的对蓄电池进行充放电功率分配控制。

一种三相交错并联双向DC/DC变换器的研究

双向DC/DC变换器是电力储能系统的重要组成部分,针对传统单相双向DC/DC变换器储能电感过大,变换器功率较低的缺点,文中提出了一种三相交错并联双向DC/DC变换器的拓扑结构。在此基础上分析了其工作原理及控制策略,并进行了仿真验证。仿真结果表明,三相交错并联双向DC/DC变换器应用于电力储能系统能获得较好的电压、电流波形,有效降低电感电流,提升系统的功率等级,为电网及储能系统的安全稳定运行提供了保障。

三相交错并联双向DC-DC变换器动态休眠控制策略

飞机地面静变电源系统中三相交错并联双向DC-DC变换器具有较高的额定功率和直流母线电压,对开关器件匹配的要求极高。针对变换器工作时开关器件长时间处于导通关断的状态导致其工作寿命缩短的问题,提出了一种相应的动态休眠控制策略。该文对三相交错并联双向DC-DC变换器工作原理进行了详细分析,建立数学模型,加入电流环动态休眠控制环节,制定动态休眠双闭环控制策略,相比传统双闭环控制策略,各个开关器件均处于动态休眠状态,有效地延长了开关器件和变换器工作寿命。最后搭建了Matlab/Simulink仿真平台和30kW实验样机,对理论分析结果进行了实验验证。实验中变换器的所有开关器件均实现了动态休眠且轻载条件下开关次数仅为传统双闭环控制策略的1/3,其工作寿命提高了200%;半载条件下开关次数为传统双闭环控制策略的2/3,其工作寿命提高了50%;满载条件下开关次数与传统双闭环控制策略相同。

滑模控制在三相交错并联双向DC-DC变换器中的应用

传统的双向DC-DC拓扑结构具有电压、电流应力大、响应速度慢的问题.针对这一问题提出三相交错并联双向DC-DC变换器的拓扑结构,采用PI滑模变结构控制方案;外环用PI控制方案,实现自动跟踪参考目标电压的目的,内环采用滑模变结构控制方案,并利用等效控制的方法使变换器在恒定的开关频率下工作,实现了各并联电路电感电流的均流.Matlab Simulink仿真结果表明,该控制策略具有响应速度快、鲁棒性强的优点.

三相交错并联同步Buck的光伏充电控制器

针对光伏发电系统中太阳能电池利率低、蓄电池常因充电不当而损坏的问题,分析了光伏电池的输出特性和蓄电池的充电特性。设计了一个具有最大功率点跟踪(MPPT)的光伏充电控制器系统,并搭建了硬件平台。该系统以dsPIC33F16GS502为主控MCU,采用三相交错并联同步Buck电路为充电主电路。软件编程采用4阶段充电策略对蓄电池进行充电控制,实现了蓄电池在MPPT、恒流、恒压不同充电方式之间的智能切换。其中恒流恒压充电阶段采用了PI算法,快充阶段使用了基于改进的扰动观察法和电导增量法相结合的算法。实验结果表明,最大功率点跟踪能快速跟踪外界环境的变化,并稳定在最大功率点,提高了光伏电池的使用效率,保护了蓄电池,延长了蓄电池的使用寿命。

储能系统中三相交错式双向DC-DC变流器的仿真研究

针对储能系统中大功率变流器的直流电压变换的需求,采用三相交错式双向DC-DC变流器拓扑结构,有效的弥补了传统单相DC-DC变流器的不足,结合一种移相均流控制策略,能获得较好的电压、电流波形,减小了电池侧输出电流纹波量,并一定程度上保障了电池寿命。最后通过Matlab/SIMULINK平台验证了理论的正确性。

三相交错式大变比双向DC/DC变换器研究

针对传统双向DC/DC变换器变压比较小的问题,采用三相交错式拓扑结构,使变换器具有大变压比,可以实现Boost和Buck两种工作模式.在Boost模式的输入端将三个输入电感并联来减小电流纹波,输出端将三个分压电容串联来提升电压比;在Buck模式的输入端用分压电容串联的结构来提升降压比,输出端采用电感交错并联的结构来降低电流纹波.仿真结果表明,开关管的电压应力在这两种模式下均得到了降低.优化双向DC/DC变换器输入、输出端拓扑结构,可显著提高其变压比,降低开关管的电压应力.

三相交错LLC控制策略研究

由于三相交错LLC变换器对电池充电时存在需要切换控制模式的问题,因此该文对三相交错LLC的控制策略进行研究,提出了一种基于脉冲频率调制的双环竞争控制策略,该控制策略可以根据电池的充电状态适时地切换恒流、恒压输出模式,实现对负载电池进行三段式充电的功能。通过搭建仿真模型验证了该策略控制方式简单、稳定性高且动态响应良好,具有很高的应用价值。

三相交错并联飞跨电容DC/DC变换器控制策略研究

非隔离型DC/DC变换器具有高效率、低成本、小体积的优势,广泛应用于大功率储能系统。本研究从提升系统输出功率、减少输出电流纹波角度出发,针对拓扑相间均流问题、飞跨电容电压动态响应能力,提出三相交错并联飞跨电容DC/DC变换器控制方案。设计变换器输出与飞跨电容电压控制解耦方法以及整体控制策略,并设计飞跨电容的模糊自整定PI控制器提升其动态响应能力。仿真试验结果表明:所提控制方法可以减少输出电流纹波,实现相间均流。采用模糊自整定PI控制提升了飞跨电容电压控制的动态响应能力。

基于非线性扩张状态观测器的交错并联Buck变换器无模型预测控制

针对交错并联Buck变换器在复杂环境下受到内外部扰动导致控制性能下降问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器的无模型预测控制策略(NESO-MFPC)。建立超局部模型来替换原有先验物理模型,降低控制系统模型精度依赖。设计非线性扩张状态观测器估计超局部模型中未知干扰部分,并补偿到基于超局部模型的预测模型中去,提高抗干扰能力。设计无差拍预测控制策略,保证系统的快速动态响应。仿真结果表明,相比于传统控制方法,该控制策略具有更优的动稳态性能和鲁棒性。

基于自适应超螺旋滑模观测器的Buck变换器无模型预测控制

针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分。然后,引入最小二乘法预测电流误差趋势,动态调整观测器增益矩阵。最后,构建离散方程,设计代价函数,实现无模型预测控制。实验结果验证了所提算法可以有效抑制因外部扰动产生的稳态误差,且相较于传统无模型预测控制具有更好的鲁棒性和动态性能。

一种新型三相L型双有源桥Buck-Boost变换器

针对宽电压范围输入输出、功率双向传输的场合,提出了一种新型三相L型双有源桥Buck-Boost变换器,它不仅能在输入输出电压匹配时实现功率的正反向流动,还能工作在Buck和Boost模式,且兼具非隔离直流变换器效率高、成本低、体积小的优势,其采用的三相交错式结构降低了输出电流纹波,提升了变换器的功率等级。并针对实际工况下存在的三相电流不平衡问题,提出了基于移相控制的电感电流均衡控制策略,有效抑制了三相电流的不平衡。最后,搭建了一款15kW的变换器样机,变换器实测平均效率达到96.9%,具有一定的应用价值。

一种交错式双向DC/DC变换器建模与分析

传统的双向DC/DC变换器电压变换比小、电流纹波系数大、开关管电压应力大,文章对双向Buck/Boost变换器进行改进,提出了一种新的拓扑结构,设计了一种三重交错式双向DC/DC变换器,可以实现Boost和Buck两种工作模式。文章首先详细分析了电流连续模式下的Boost和Buck工作模态,其次采用状态空间平均法分别建立Boost模态和Buck模态的小信号模型,并通过实验验证。实验结果表明,三重交错式双向DC/DC变换器具有较高的电压变换比、较小的电流纹波和较低的开关管电压应力。

基于双闭环交错并联高压Boost的研究

双向DC-DC是新能源汽车电池连接驱动器的重要组成部分,用于为汽车在不同的工况下提供不同的电压.三相交错并联双向DC/DC结构简单,电流纹波系数小可以为驱动器提供稳定的电压,提高电动汽车的效率,提升续航里程.本文主要研究Boost模式电压外环电流独立内环环路的设计,计算相应的PI值,最后在Simulink建立系统的仿真模型,对不同工况下系统的输入输出进行分析,验证了系统的抗干扰和均流能力.

基于新能源发电的电解水制氢直流电源研究

利用新能源发电进行电解水制氢是实现新能源就地消纳和氢能利用的重要途径,以匹配电解水制氢工作特性的制氢电源为研究对象,通过分析质子交换膜电解槽电解电流、温度与电解槽端口电压、能量效率、制氢速度之间的关系,得出制氢电源需具备输出低电流纹波、输出大电流、宽范围电压输出的特性。为满足新能源电解制氢系统需求,提出一种基于Y型三相交错并联LLC拓扑结构的制氢电源方案,该方案谐振腔三相交错并联输出,满足电解槽大电流低纹波工作特性,并采用脉冲频率控制实现谐振软开关,提高变换效率。最后,搭建仿真模型和6 kW模块化实验样机,验证所提出方案的合理性与可行性。