中频逆变器2自由度稳健控制器设计

在建立单相中频逆变器数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,利用稳健控制中的结构奇异值分析和综合方法设计了一个2自由度稳健控制器.通过软件对该方法进行了仿真验证,并在20kW试验样机上进行相关实验.结果表明:所设计的2自由度稳健控制器能够使中频逆变器有很好的动静态性能和稳健性能,稳态电压稳定在114.5~115.5V,动态恢复时间在10ms以内.

基于平均功率控制的中频逆变器主从并联系统研究

在航空航天等特殊应用领域里通常需要电源系统提供高质量、高可靠性的400 Hz中频交流电源输出,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先,对逆变器主从并联系统的整体结构进行分析和设计以实现良好的信号传输和冗余控制;其次,针对单台中频逆变器模块,采用了基本PR控制器的电压电流双闭环控制策略以改善其输出特性;随后,对基于平均功率控制策略的逆变器主从并联系统进行系统分析,并在从机控制系统里引入虚拟阻抗以改善其输出特性;最后,通过仿真和实验验证逆变器并联系统结构和控制策略的可行性。

中频逆变器数字控制延时的线性化近似

为了对逆变电源的控制系统进行准确设计,分析了数字控制延时对逆变器系统性能的影响,并采用Pade近似的方法对其进行近似。首先,给出了延时环节的1~4阶Pade近似,并对相关频率特性进行了比较,Pade阶数越高,近似越精确,但系统越复杂;然后,对一个单相400 Hz逆变器的控制系统进行了设计,采用比例谐振控制,通过对数字控制延时进行Pade近似,提出了考虑延时环节的比例谐振控制器设计方法;最后,通过实验对理论分析进行了验证。实验结果与理论分析相一致。

基于PR控制和平均功率控制的中频逆变器并联系统研究

中频逆变器作为交流供电系统的组成部分,广泛地运用在航空、船舶和机车等领域,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先针对中频逆变器的特点,采用了负载电流前馈的双闭环PR控制策略以改善其输出特性;随后针对两台逆变器组成的并联系统进行了建模分析,采用基于平均有功和无功功率控制的有线并联控制策略,并引入虚拟阻抗以提高并联系统的可靠性与均流特性。最后通过仿真和实验验证了单机与并联系统控制策略的可行性。

基于H_∞混合灵敏度方法的中频逆变器设计

中频逆变器和工频逆变器相比,在一个采样周期内采样点少了8倍,系统静差就很难消除。为了消除系统静差和克服参数不确定对系统性能的影响,针对400 Hz中频逆变器的特点,首先在建立系统数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,并基于H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器;然后,对整个系统的稳定性进行了分析,并设计了一台10kW试验样机;最后,通过软件和样机对系统进行了仿真和相关实验,仿真和实验结果表明:所设计的控制器能够使系统有很好的动静态性能和鲁棒性。

中频逆变器抗浪涌的研究

本文在分析中频逆变器工作原理的基础上,解决了它在强流中子发生器上应用时因浪涌电流引起的频繁跳闸问题。

使用阶梯波调制的中频逆变器

常用的中频逆变器通常采用传统的SPWM调制策略。本文在理论分析的基础上 ,提出了基于阶梯波调制的中频逆变器的控制方法。该方法将参考阶梯波分为 30°等间隔 ,通过对每个间隔幅度的单独控制来降低输出PWM波形中的谐波含量。这种方法在开环和闭环的条件下 ,均具有良好的谐波抑制能力。采用该方法控制 4 0 0Hz中频逆变器 ,计算机仿真结果和实验结果都显示了该调制策略的良好性能。

新型电流单环PIR控制器在中频逆变器中的应用

为提高中频逆变器输出电压质量和稳定性,基于单相H桥逆变器的拓扑结构,提出一种采用电容电流单环的比例积分谐振控制策略PIR(proportional integral resonance)。新策略以电容电流为被控量,将负载电流作为一种扰动,引入电流给定前馈补偿控制,通过设置合适的补偿控制器,补偿加入带来的谐振频率处增益减小的问题。新策略只需单环控制,成本降低,可实现无静差控制。最后利用Matlab/Simulink建立了单相H桥逆变器的仿真模型,通过仿真实验验证了所提策略对中频400 Hz逆变器输出电压控制的有效性。

基于电流解耦下垂法的中频逆变器并联控制系统研究

逆变器的无互联线并联控制系统中传统的下垂法存在功率均分程度和电压幅值控制精度之间相互制约的矛盾,响应速度也较慢。对于400 Hz中频逆变器,低调制比更增加了相位控制的难度。为了解决上述问题,本研究提出了一种改进的下垂控制法。该方法在电流解耦的基础上加入了滞后补偿环节,弥补了由于数字控制引起的滞后,用解耦之后的有功电流和无功电流对相位和幅值进行下垂控制,提高了幅值的控制精度和响应速度。新型并联控制系统的实验结果验证了控制策略的可行性。

中频逆变器在医用X线机中的应用及发展

中频逆变器在医用Ｘ线机中的应用及发展上海医疗器械厂（上海２０００８２）万国良随着电子技术的迅速发展，大规模集成电路广泛地应用于医疗仪器设备、数字电视、激光技术、电子计算机等电子设备中。由于目前工频变压器电源远不能满足医用Ｘ线机控制Ｘ线球管的电源更高的...

级联H桥多电平逆变器调制策略的优化

针对中频逆变器传统载波移幅调制策略输出电压谐波含量高、波形质量差等问题,提出一种基于级联H桥多电平逆变器拓扑的改进载波移幅正弦脉宽调制(SPWM,sinusoidal pulse width modulation)策略。该策略在同相层叠法移幅调制的基础上对三角载波进行改进,将传统三角波与直线结合形成组合载波,改变载波与调制波交点位置,从而使得开关器件脉冲宽度更宽,有效降低输出电压总谐波失真(THD,total harmonic distortion)值,使输出波形质量更好。最后在Matlab/Simulink中搭建级联H桥逆变器仿真模型,通过仿真对比传统调制策略和改进调制策略两种控制下的输出电压THD值,验证了改进载波移幅调制策略的可行性。

中频逆变器波形控制策略仿真研究

本文研究了400Hz恒压恒频(CVCF)中频逆变器的波形控制策略,建立了单相逆变器的数学模型,详细分析了准谐振控制器对逆变器的影响,提出了一种基于准谐振控制器的多闭环波形控制策略。通过Simulink仿真,验证了波形控制策略的可行性。

大容量400Hz逆变器输出LC滤波器设计和低次谐波抑制

为了有效抑制大容量中频400Hz/115V逆变器输出电压中的谐波,推导了两级级联H桥载波移相正弦脉宽调制(SPWM)时输出电压波形的数学表达式,可准确得到逆变桥开环状态下输出电压的基波和各次谐波含量,为输出滤波器的设计提供了理论依据。同时考虑滤波电感上的基波压降、电感电流纹波以及无功容量等因素,提出了LC滤波器的设计方法。另外,通过在逆变器外环和内环分别采用基波谐振控制和3、5、7次谐振控制,不仅可以消除稳态误差,还可以补偿3、5、7次谐波。通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。

1 kVA高性能单相中频逆变电源的研制

针对低压直流输入/中频400 Hz/115 V交流输出的高功率密度航空变流器的应用需求,提出了两级电路拓扑结构,其前级采用并-串型移相全桥结构实现隔离和升压的功能,后级采用全桥电路实现逆变功能。同时,为减小单相逆变器直流侧的二次纹波电流对前级的影响,前级单模块采用加入陷波器的负载电流前馈控制策略。为了进一步提高前级并-串型DC-DC变换器的动态性能,还提出了一种主从控制的均压控制策略;为了提高后级逆变电路的动态性能和负载调整率,提出一种改进的前馈控制策略。仿真和实验均验证了上述两级结构逆变电源控制策略的可行性。

晶闸管并联逆变中频电源对称性逆变控制电路设计

研讨了并联逆变晶闸管中频电源逆变器的不对称工作状态,提出了相应的控制方案,试验表明所述电路能有效提高逆变器工作的可靠性。

大功率400Hz逆变电源数字控制设计

为了实现大容量中频逆变器的数字控制,在两级H桥结构基础上,分析了数字控制时由采样、计算及脉宽调制过程产生的延时及其对系统性能的影响。采用P+谐振控制,通过在连续域设计中引入等效延时环节的方法,对数字控制参数进行了设计。建立了一个100kVA的400Hz/115V逆变器仿真模型,通过离散数字仿真对所提出的方法进行了验证。采用DSP和现场可编程序门阵列(FPGA),以同一个正弦信号为参考,生成了单更新采样和双更新采样时的PWM波形,得到各波形基波分量与参考信号的相位差,与理论分析相一致,证明了延时分析的正确性。

中频电源并网运行直流支撑电容安全性研究

中频电压源型逆变器并联运行时,IGBT内部并联二极管在逆变器启动前实际上做整流器运行,直流支撑电容有可能在充电过程中损坏。对比工频逆变器,分析了中频逆变器并联的特点,建立了系统简化模型,从理论上分析了并联电抗,直流电压利用率与滤波电容对直流支撑电容安全的影响,并通过Simulink仿真模型对理论分析进行验证,最后提出了保护支撑电容的措施。

400Hz中频电源复合控制策略研究

提出一种基于重复控制和多环反馈控制的复合控制方法,该方法可以提高用于400Hz中频电源中的单相恒压恒频PWM逆变器的动态和稳态响应。其中,重复控制器用于在稳态情况下产生高质量的输出电压。多环反馈控制器则用来改善系统的动态特性。该控制策略已在一台基于DSP全数字控制400Hz中频电源装置上得到了验证。

中频隔离辅助逆变器散热器热仿真研究

热仿真分析对电力电子设备的设计起着关键的作用。通过仿真可以比较直观地得到功率器件热传递规律,从而对功率器件选取及散热系统的设计给予理论支持。针对中频隔离辅助电源系统的铝制散热器结构进行了热仿真研究,并与实际效果作对比,充分验证了此种仿真分析方法的正确性。

西门子POLYDOROS100型X线机工作原理及故障检修

本文系统分析了西门子POLYDOROS100型X线机的工作原理和基本组成部分,总结了三例X线机的使用维修经验,进一步说明了X线机选择的工作模式受控于微处理器输出的控制信号。包括选择管电流、管电压、毫安秒的大小,透视、照相、点片等曝光工作过程。