基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器

提出一种基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器,由于其通过输入分压与LLC谐振电路的两个开关管各形成一个临界模式的Boost电路,实现了开关管的集成,降低了系统成本。同时Boost电路工作在临界模式,实现了功率因数校正作用,开关管的集成并没有改变LLC半桥谐振电路的软开关特性,降低了变换器中开关元件的损耗,在一定程度上提高了变换器效率。通过一100 W实验样机的实验验证可知,系统满载时功率因数高达0.975,总谐波失真(THD)为21.5%并满足IEC 63000—3—2的标准,效率为90.8%。

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。

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。

凸极同步电动机矢量控制中交直轴电流变换的研究

分析了在气隙合成磁链矢量旋转坐标系上凸极同步电动机的矢量控制的磁链模型。凸极同步电动机短量控制由于其转子凸极效应而不能完全解耦，提出了交直轴电流变换的概念，得到了完全解耦的磁链矢量数学表达式和矢量控制原理框图。

双向交-直-直PWM变换器无缝开关转换控制技术研究

为了实现电能的交、直流无缝转换,采用了一种双向交-直-直变换器拓扑结构。该变换器有两种工作状态:交流发电工况和直流发电工况,两种工作状态的转换可以依供电需求手动和自动完成。在简要分析两种工作状态的基本原理后,分别建立其在时域下的数学模型。为了克服直流发电工况时交流侧LCL滤波电路固有振荡及交流发电工况时交流负载不平衡的问题,分别采用虚拟电阻及正、负序分量同步控制策略。同时针对直流侧三重化斩波三相电流环流问题,确立采用动态电流均流的控制策略。实验结果证明了该控制策略的正确性及优越性。

基于能量控制策略的直-交变换器的研究

介绍了采用能量控制策略的 Buck-Boost 直-交变换器,对该变换器的拓扑电路、工作原理以及控制策略进行分析和仿真。仿真结果显示:在相同的开关频率下,采用能量控制策略比 SPWM 的输出电压的谐波分量小,对电网电压波动和负载扰动无明显动态调整过程。该控制策略可应用于高性能正弦交流电压源和变频变压系统中。

压磁传感器压力检测的交-直变换技术研究

采用电路设计与原理分析相结合的方法对坡莫合金压磁式测力传感器测试系统的交-直变换电路进行了研究。针对坡莫合金压磁式测力传感器的特点,设计了传感器测试系统及交-直变换电路,并对交-直变换电路中的电源、功放、精密整流滤波电路、电压调整器、仪用放大器、低通滤波器等关键组成部件进行了深入探讨。所设计的交-直变换方案保持了传统电桥高灵敏度的优点,测试实验验证了电路的合理性。

基于简化开关函数的交-直-交变换器建模仿真

采用最简单的开关函数,结合MATLAB/Simulink工具,在一些合理假设的基础上,建立了交-直-交变换器的网侧PWM整流器、电压型逆变器及其RLC负载的简化开关函数模型,并采用电流滞环和空间矢量PWM控制策略实现控制。仿真结果表明建立的模型可以满足交-直-交变换器的拓扑及其控制策略的仿真验证,可为进一步的系统设计和性能分析提供基础。

500kV交—直变换站用GIS

随着长距离输电系统的扩大和电网容量的增加,产生了线损和短路容量增大等问题,采用直流输电是解决措施之一.日本的500kV交—直变换站已经问世.系统中除了由新型晶闸管(8kV、3 500A)分两段串联组成的三相桥式晶闸管真空管变换器外,还开发了500kV直流GIS.500kV直流GIS开发的着眼点是为了抗盐污和紧凑化.直流GIS主要组成设备有母线和隔离开关等,在表1中列出日本日立制作所开发的直流GIS的基本参数.对直流GIS的主要设备则分述于后.

功率因数接近1的交—直变换器

提出了一种新型单开关 PWM 交一直变换器,其电网侧功率因数接近1.即电源电压与电源电流同相位且波形几乎相同,从而达到消除高次谐波电流的目的。该变换器采用常规 PWMIC 的控制方式,输出电压可调,特别适用于小功率直流调速系统。

日本日立公司500kV交—直变换站所用GIS介绍

文章介绍了日立公司生产的500kV交—直流变换站所用GIS结构,其特点为:(1)光引燃晶闸管,(2)为防止金属异物设计了粒子捕抓器。(3)设计了特制高压绝缘子收集金属异物。

双馈电机的交/直/交控制

采用交/直/交(AC/DC/AC),变换器对绕线型感应电机电动状态下的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC/DC 和DC/AC模块可分别独立控制。AC/DC采用三相PWM高频整流矢量控制,实现高功率因数下转差能量双向流动,效率高、减少对电网污染。DC/AC采用定了磁链定向矢量控制, 定了有功和无功分量实现解耦;双闭环控制以转速和定了无功控制为外环,以转了电流滞环跟踪控制为内环。实验证明: 电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速,定子侧功率因数可调,可为1甚至向电网发出无功。整体结构简单, 硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。

基于Matlab/Simulink交—直—交调控系统的建模与仿真

利用Matlab/Simulink构造交—直—交调速系统的仿真,仿真系统采用Simpowersystems和Simu-link模块化设计,并增设示波器,观察系统参数变化对系统的影响,利用仿真结果来指导系统的调试安装,据此设计出优化高效的调速方案。

基于Zeta电路的高电压传输比矩阵变换器研究

针对传统矩阵变换器电压传输比低这一问题,提出了一种高电压传输比Zeta交-直-交矩阵变换器的电路拓扑结构。介绍了该拓扑结构的基本构成和工作原理,分析推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了双闭环控制策略的基本思想,最后通过仿真和样机试验证明了该电路的可行性和有效性。该电路的电压传输比可达1.0,甚至更高,这就突破了传统的矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且输出电压波形的失真度很小,因此具有很好的研究意义和应用价值。

一种基于柔直技术的低电压治理方法

根据配电网低电压特性,基于主网的柔性直流输电思路,设计了一套多端直流低电压治理装置(MVR)。利用交直流变换,重点针对配电网中供电半径过长、线径过细的台区,在网改工程改造完成的前期,先一步解决台区末端用户用电困难的问题。同时根据仿真计算,采用本装置能有效降低台区损耗,提升台区传输容量。

矩阵变换器与双PWM变换器的比较研究

分析了矩阵变换器的虚拟交-直-交调制策略,并与电压型双PWM变换器进行了比较,对二者的主要性能指标进行了综合评价,得出矩阵变换器的虚拟交-直-交调制的实质就是电压型双PWM交-直-交变换器的综合协调控制目标一体化实现的结论。矩阵变换器的发展方向为实现模块化、集成化,与电机实现集成,形成机电一体化、集成化的新型电机控制系统体系结构。

矩阵变换器与双PWM变换器的比较研究

分析了矩阵变换器的虚拟交-直-交调制策略,并与电压型双PWM变换器进行了比较,对二者的主要性能指标进行了综合评价,指出矩阵变换器的虚拟交-直-交调制实质就是电压型双PWM变换器控制目标的一体化实现,仿真结果验证了结论的正确性。

三电平离网式光伏功率变换系统的研究与设计

离网式光伏发电系统能在一定程度上解决电网覆盖不全面的问题。传统的两电平功率变换器拓扑结构无法满足高压大功率的场合,其功率器件损耗较大,影响发电装置的效率。因此提出一种二极管箝位式三电平变换拓扑为光伏发电功率变换装置的主电路,采用三相直-交功率变换器SVPWM调制。建立直-交功率变换器的数学模型,选用电压外环和电流内环的PI数字控制策略。通过仿真及实验测试,分析结果表明,设计的直-交功率变换器输出波形正弦度好,谐波含量小,电能质量高,验证了所搭建控制系统的有效性。

超低能耗公共建筑能源系统协调控制系统设计

能源协调控制系统是对能源进行合理分配和利用的系统。针对公共建筑易受到耗能功率较大的装置的影响,导致供暖和制冷耗能大,无法达到节能效果的问题,文中设计一种超低能耗公共建筑能源系统协调控制系统。首先,在d-q旋转坐标系下,利用交-直变换器对外环与内环进行解耦;利用PI控制器将各种电子信号转换成数字信号,并将所收到的资料以IP形式传送至以太网。其次,通过预先自动设定的系统协调控制策略对系统配置进行自动设定,并对其进行控制和管理,计算建筑结构散热、耗能设备输出功率,依据计算结果构建总负载目标函数;再采用点与点之间的交互协议使目标函数达到最优。最后,对错误调节信号进行预处理,计算信号期望值,获取有效控制结果。通过实验验证得出,所设计系统的供暖能量节约20 J,制冷能耗节约2 J,能够达到有效控制能耗的目的。

双馈电机驱动的飞轮储能系统稳定运行控制方法

双馈电机驱动的飞轮储能多功能柔性功率调节器(FPC)中的电机可看作转动惯量很大且不带机械负载的双馈电动机或不带原动机的双馈发电机,能快速调节有功功率和无功功率,从而提高电力系统稳定性。在分析其启动和运行控制策略的基础上,设计一套额定容量为10 kV·A FPC励磁控制系统。对所提控制方法进行实验研究,实验包括对系统的启动特性、稳定运行后稳态和动态性能等,结果表明,该系统能够实现软启动,输出有功、无功功率可以独立调节,适合于带飞轮储能的双馈电机励磁控制系统。