永磁驱动重构型车载充电机三相DC/DC变流器的研究

提出了一种新型永磁驱动重构型车载充电机三相DC/DC变流器集成系统。该集成系统将永磁驱动的电机绕组和DC/AC逆变器重构成车载充电机实现电动汽车驱动-充电的集成,具有空间利用率高、充电快速和可靠性高等特点。分析了集成系统的结构和工作原理,推导了充电系统的三相DC/DC变换器数学模型。在此基础上,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了驱动-充电集成系统仿真模型,对同步脉宽调制(PWM)控制和交错PWM控制策略进行仿真研究,分析对比了交流侧电压电流、直流侧电机绕组电感电流和直流侧电压波形。仿真结果表明,与交错PWM控制策略相比,同步PWM控制策略下该新型结构充电系统具有更好的运行性能。

直流微电网DC/DC变流器IGBT均温控制

直流微电网并联DC/DC变流器中功率器件IGBT电热参数以及线路参数存在差异性,使得各并联DC/DC变流器中的IGBT承受不同的热应力,热应力差异加剧了DC/DC变流器IGBT疲劳老化失效程度,降低了直流微电网整体供电可靠性。为此,提出一种直流微电网DC/DC变流器IGBT均温控制策略。首先,建立基于Foster热网络模型的IGBT热电耦合模型,并计算分析DC/DC变流器IGBT结温;然后,分析直流微电网并联DC/DC变流器IGBT结温差异的影响因素,通过在传统下垂控制中引入均温虚拟阻抗,自适应调整流经各DC/DC变流器的电流,使得各并联DC/DC变流器IGBT结温趋于一致,并进行所提策略的稳定性分析,实现DC/DC变流器运行可靠性和直流微电网整体稳定性的有效提升;最后,搭建Matlab/Simulink与PLECS/Blockset联合仿真模型,验证了所提均温控制策略的有效性。

氢能轨道车辆大功率升压DC/DC变流器设计与测试研究

随着氢能轨道车辆的不断发展,燃料电池系统功率等级也逐渐提高,文章基于氢能轨道车辆功率需求,定制化开发大功率DC/DC变流器。介绍了燃料电池用升压DC/DC变流器设计过程与各关键部件选型计算分析,通过Simulink搭建变流器仿真模型进行仿真分析,最终对DC/DC变流器进行产品测试。测试结果表明:300 kW DC/DC变流器输入电压显示精度≤±2 V,输出电压精度≤±3 V,输入输出电流纹波<±1%,在额定工况效率≥95%时,峰值效率>98%。由于采用了优越高频特性的碳化硅器件和多路交错并联控制,有效地减小了输入输出纹波电流,同时轻量、小型化设计也降低了系统体积、质量。双向DC/DC变换器能够用来控制燃料电池输出功率,为后续氢能燃料电池系统装车或试验室调试验证提供硬件基础。

基于DSP控制的三相交错式双向DC/DC变流器控制系统

随着储能系统的发展,对双向DC/DC变流器的研究逐步深入。为满足兼顾稳定性的同时提高变换效率的要求,设计出具有高稳定性、输出电流频率高、脉动小等优势的多相多重变流器。同时,利用SiC-MOSFET代替传统的IGBT等开关功率器件,减小变流器体积,同时有效减小整流损耗,提高电源效率。针对由SiC-MOSFET组成的双向DC/DC变流器,为控制其输出上下互补的驱动波形,完成同步整流功能。本文利用DSP控制输出三相交错式PWM波驱动双向DC/DC变流器输出上下桥互补PWM波,验证了其控制系统的可行性。

单级三相谐波电流注入可升降压AC/DC变换器

为适应电动车充电电压宽范围变化需求,本文针对传统充电桩前级整流器拓扑开展研究,提出一种新式单级三相AC/DC变换器。该变换器集成了三相桥式不控整流电路与Cuk模块,为降低输入侧电流谐波分量,选用双向开关管构建谐波电流回馈通路,整体构造成单级式拓扑结构。文章阐述了变换器的电路结构及工作模态,通过建立变换器的等效模型推导出电压增益。变换器通过简单的控制逻辑即可实现正弦输入电流并拥有高功率因数。最后通过搭建变换器数字控制实验平台验证了所提变换器的可行性。

无锁相环三相DC/AC变流器直接功率预测控制

以三相DC/AC变流器为研究对象,给出了一种无锁相环直接功率预测控制方法,能实现对并网功率的无差拍控制,并且为降低锁相环对控制性能的影响,实现无锁相环控制。根据采样控制导致的两拍延时,采样控制频率为载波频率两倍,精确计算得到下一拍的变流器状态量,然后针对给定功率参考值根据公式直接计算得到三相变流电路的输出。推导得到控制系统设定的频率与电网频率的偏差对所提出控制方法的性能没有影响,论证了无锁相环的可行性。最后构建了三相并网变流器Simulink仿真模型和实验样机,利用Simulink中的Embedded Coder模块实现控制系统仿真模型到DSP硬件控制系统C语言程序的转换,通过仿真和实验验证了控制方法的有效性。

基于矢量控制的三相AC/DC软开关变流器的研究

提出一种软开关三相 Ａ Ｃ／ Ｄ Ｃ 变流器，分析了其工作原理。采用空间电压矢量方法并用８０ Ｃ１９６ 单片机实现了所有器件的软开关及单位功率因数。

光伏直流升压系统中级联DC/DC变流器的均流/均压控制策略

输入并联输出串联级联DC/DC变流器可减小开关器件承受的电流/电压应力,适用于低电压输入高电压输出的光伏直流升压系统。为了保证级联变流器的稳定工作,必须确保各模块的输出电压均衡。分析统一占空比控制策略的缺点,提出采用均流型MPPT控制策略实现输出均压和光伏模块的最大功率跟踪,针对均流型MPPT控制策略在光照强度发生变化时的暂态特性的不足提出在均流环的基础上叠加输出电压环的均流均压型MPPT控制策略,以改善系统的动态均压能力。并提出光伏直流升压系统中输入并联输出串联级联DC/DC变流器的模块化设计结构。仿真结果验证了该方法的有效性。

三相PWMAC/DC变流器优化空间矢量控制的研究

针对常规三相PWMAC/DC变流器的空间矢量控制 ,提出了空间矢量的优化控制策略 ,这种优化控制策略采用无差拍电流控制且能在一个电流周期使每个功率管关断 1/6周期 ,从而在改善电流响应的基础上 ,降低了功率管损耗 ,提高了变流器的电压利用率及运行效率 ,实验证明了该方案的有效性。

三相PWM AC/DC变流器电流控制技术的比较研究

介绍了固定开关频率的电流跟踪控制和滞环电流控制的原理。并用这两种控制方式在三相PWMAC/DC变流器系统中进行了实验,对实验结果进行了分析比较。

三相电流型AC／DC变流器的最优控制

分析了电流型AC/DC变流器交流侧产生暂态振荡的原因,提出了电流型AC/DC变流器的线性二次型(LQ)最优控制策略,并给出了实验验证。结果表明,将LQ控制应用到电流型AC/DC变流器中,能够实现变流器网侧的单位功率因数和直流侧的恒流源特性。

三相静止变流器DC/DC变换器隔离脉冲变压器的研制

本文对新研制的 1 k VA1 1 5 V/40 0 Hz三相静止变流器的直直部分(5) ,即并联双管正激电路的拓扑结构、工作原理进行了详细分析、介绍。并给出了脉冲变压器参数设计要点、实现方法及样机实验数据和波形。结果表明 ,该系统具有高效率 ,高功率密度 ,体积小重量轻 ,性能优等特点 ,尤其在实现静止变流器的模块化结构方面 ,有较好的应用前景(2 ) 。

三相三线AC/DCPWM变流器电流控制新方法

提出了三相三线AC/DCPWM变流器基于期望电压预测的电流控制方法,分析建立了其时域数学模型并求出了基于优化目标函数最小化的最优可行解;对该控制策略下三相三线AC/DCPWM变流器的控制性能进行了分析,给出了该控制方法的仿真和试验结果。

面向低压大容量直流供电的混合型AC/DC接口变流器解耦控制

为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过建立考虑系统直流环节电感电容的小信号模型,提出了一种在较低自由度下可同时实现交流侧功率因数和输出直流电压调节的解耦控制方法。通过绘制系统的根轨迹,分析了系统解耦前后控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过RT-Lab半实物仿真验证了所提方法的有效性。

低地板有轨电车DC/DC双向变流器的技术特征及应用

低地板现代有轨电车采用国内自主研发的非隔离型双向Buck-Boost变流器。随着超级电容在现代有轨电车上的广泛运用,DC/DC双向变流器成为现代有轨电车能量管理系统的重要组成部分。文章首先介绍DC/DC变流器和超级电容的功能特点;其次,根据运营线路有网区和无网区的供电切换,分析DC/DC双向变流器为超级电容充电、供电、放电的工作原理;最后,研究DC/DC变流器在使用过程中存在的不足及解决措施。DC/DC双向变流器的应用,进一步提高了超级电容的利用率及牵引系统的稳定性,避免电车频繁启动/制动时直流母线产生的母线电压波动,具有回收车辆再生制动能量的功能,对有轨电车安全平稳运行起到了决定性的作用。

三相AC/DC双向变流器的控制研究

三相AC/DC双向变流器由于能够实现能量的双向传输,在电机控制、汽车电子、新能源发电等领域有非常广泛的应用。为提高三相逆变器的可靠性和降低其成本,文中提出全数字软件锁相环和传统PI控制以及改进后的PI控制策略。通过对采样三相电网电压的矢量控制,实现了d、q轴电流的解耦控制,使q轴电流控制有功功率,d轴电流控制无功功率。此控制策略为三相并网逆变器提供一种高效的解决方案,最后通过实验验证了该方案的正确性与可行性。

基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制

为了优化风力发电系统中三相变流器容错运行能力,提出了一种基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制方法。首先,通过对空间矢量脉宽调制算法中参考电压空间矢量在变流器开路故障前后变化的分析,说明了开路故障后参考电压空间矢量的畸变情况;然后,结合永磁同步发电机数学模型以及误差修复控制模型,推导得到开路故障后参考电压空间矢量的数学模型;最后提出了基于参考电压矢量修复的三相AC/DC变流器容错控制方法,并通过仿真以及实验验证了该方法的可行性与有效性。研究结果表明:所提出的容错控制方法不仅能够实现单管以及多管开路故障容错控制,还可以优化系统运行效果,增加系统容错运行时间。

交直流混合微电网中AC/DC双向功率变流器的新控制策略

交直流混合微电网中的AC/DC双向变流器,对系统的稳定运行和功率的协调分配有着重要作用。为了使直流微电网部分作为一个电压功率可控的单元接入交流母线,提出了一种新的AC/DC双向变流器控制策略,用于平衡交直流微电网间的功率流动并提高系统联网和孤岛运行的稳定性及可控性。在联网模式时,新方法基于dq坐标系,通过直流侧电压外环给定内环直轴电流参考值,进而控制功率流动和联网运行。孤岛模式时,新方法以交直流母线的电压差值作为外环,控制功率在交直流母线间的流动,使其互为支撑,提高系统稳定性。与传统的并网控制不同,新方法在电压控制的基础上引入有功功率控制项,很好地解决了并网时功率流动的问题。通过对双向变流器及其控制策略的分析研究,给出新方法的状态方程及控制框图。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。

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。

模块化移相谐振式DC/DC变流器和并联运行

模块化电源的设计和并联运行是提高系统可靠性和扩大供电容量的重要手段。给出了移相式PWM变流器的小信号模型及实用的数学模型 ,介绍了移相谐振式DC/DC模块设计和并联 ,并给出了实验结果。