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。

具有共谐振支路的定频倍压型宽增益LLC谐振变换器

宽增益和高性能是LLC谐振变换器应用于电动汽车、可再生能源系统等领域的关键,而传统变频控制下存在开关频率范围宽、电压调节性能差的问题。为此,基于倍压整流结构提出一种共谐振支路的改进型拓扑,设计了定频变占空比的调制策略。首先给出了变换器的拓扑介绍及工作原理;其次根据增益特性分析了电感比和品质因数对增益的影响,根据零电压导通(zero voltage conduction,ZVS)条件对参数进行了约束;最后比较了变换器性能。仿真及实验表明,该变换器可实现宽输出电压调节,具有良好的软开关性能。相比于传统变频控制,始终工作在最佳谐振频率点,电路中循环电流小。

LCL型三电平并网逆变器定频滞环控制研究

为增强并网逆变器控制性能,降低入网电流谐波含量,提出一种基于LCL型三电平逆变器的定频滞环控制。推导桥侧电流与网侧电流关系,通过对桥侧电流的直接控制进而间接控制网侧电流。将参考电压六边形区域分为12个小平行四边形区域,实现对相间误差电流的解耦控制。根据上一周期的开关时间和环宽,实时调整下一周期环宽以实现定频控制。此外,借助扩张状态观测器进行微分跟踪,完成参考电压矢量扇区判断和桥侧参考电流估计。最后通过仿真和半实物仿真对定频滞环控制策略进行验证。

并网逆变器简化矢量选择定频预测电流控制

双矢量模型预测控制需要用遍历法预测基本电压矢量组合作用下的系统行为,计算量较大,同时因为缺乏调制单元而存在开关频率不固定和并网谐波含量高的问题。为此,提出一种并网逆变器简化矢量选择预测电流定频控制。通过判断电流预测差值所在扇区,每个周期采用3个电压矢量控制,通过电流无差拍计算每个电压矢量作用时间,结合不连续DPWM1调制得到开关信号,实现计算量减小,输出电流定频控制且谐波含量降低。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制

三相并网逆变器传统模型预测控制存在开关频率不固定和输出电流谐波含量较高的问题,给并网逆变器输出滤波器的设计带来了一定困难,并且影响并网逆变器的运行效率。为此,提出一种三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制算法,在每个控制周期采用3个电压矢量,通过αβ轴电流无差拍控制来确定每个电压矢量的作用时间,以电流跟踪误差最小选择最优电压矢量组合,再经过离散化PWM0 DPWM0(discontinuous pulse width modulation zero)调制得到开关信号,实现输出电流定频控制且谐波含量降低。仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。

宽输出LLC谐振变换器的定频PWM控制策略

传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明:谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。

基于定频PWM滑模的直流微电网控制策略

针对由太阳能光伏板、蓄电池和负载组成的直流微电网结构,在孤岛运行方式下光伏输出功率波动较大以及直流母线电压响应速度慢,鲁棒性较弱的问题,提出一种基于PWM的滑模电流控制器,对蓄电池的充放电过程进行控制,并在传统的最大功率跟踪控制方法上加入闭环控制器,通过在Matlab中搭建仿真电路模型,结果表明光伏系统工作在最大功率点的同时,直流母线电压也能维持恒定,且具有较快的响应速度和较强的鲁棒性。

螺栓连接梁非线性振动的定频试验研究

为改进螺栓连接结构的定频试验方法,对国际上标准的Brake-Reuβ螺栓连接梁结构的非线性振动特性进行试验研究,精确测量结构在每个频率下激励与响应之间的非线性关系,重构恒力条件下的非线性幅频及相频特性曲线,分析不同激励水平及不同拧紧力矩条件下结构非线性振动响应的变化规律。该方法无需反馈控制,简便快捷,可以克服扫频过程中力跌落引起的测量误差,精确测量非线性结构激励与响应之间的幅值和相位关系,可为结构的非线性建模仿真提供精确的参考数据,有助于深入认识结构的非线性振动特性。

同步定频微电网无通信二次调压策略

同步定频微电网采用电流电压(I-U)下垂控制策略易于实现分配功率、消除频率偏差。但在孤岛模式运行该策略时,负荷变化会引起电压波动。文章提出了基于就地信息的同步定频微电网二次调压策略,根据可调度型分布式电源(Distributed Generation,DG)出口实时电压动态调整下垂曲线,实现DG输出电压的二次调节,使负载端电压始终在设定的范围内。针对无通信条件下可能出现的多个DG调整下垂曲线动作不同步的问题,提出了基于卫星授时信号同步调整下垂曲线的方法,微网内各DG同步检测就地电压,同时根据线路阻抗大小设计各DG输出电压最大、最小阈值,使各DG同步调整下垂曲线。二次调压策略对功率分配影响较小,且可以提高DG输出功率。Simulink仿真和实验结果验证了所提二次调压策略的有效性。

基于定频滞环控制的逆变器死区补偿研究

针对逆变器死区带来的控制精度下降、谐波含量增加等问题,提出一种基于定频滞环控制的死区补偿策略。介绍一种对相间电流误差进行控制的定频滞环控制方法,并利用扩张状态观测器对其中的扇区判断方法进行改进。通过开关动作前后的电流路径,分析出死区期间误差会超出滞环宽度上限或下限。实时计算误差超出环宽的幅度,调整实际环宽,使误差恰好符合预期环宽,达到死区补偿的目的。对基于定频滞环控制的逆变器进行仿真,证明了所提策略可以对死区进行精确补偿。

带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制

恒功率负载(CPL)固有的负阻抗特性会影响直流微电网中DC/DC变换器的稳定运行,进而使直流微电网陷入不稳定状态。为此,提出了一种带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制方法,借助非线性的定频滑模控制策略实现对DC/DC变换器环节的稳定控制,进而使直流微电网免受CPL的不稳定干扰。首先以Boost变换器为例,介绍了恒功率负载的不稳定负载阻抗效应,并推导了对应的Boost变换器离散时间模型,接着提出了基于电流模式控制的离散时间滑模控制方法,并通过额外增加一个外部电压环路确保了闭环系统的稳定性,最后借助仿真和样机实验对所提出的方案进行了验证。实验结果表明,所提出的带CPL的直流微电网定频滑模稳定控制方法可以实现启动浪涌电流限制和确保系统稳定运行,同时拥有良好的稳态性能和瞬态性能。

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。

一种定频化的T型三电平并网逆变器模型预测控制研究

模型预测控制能够根据实际控制目标不同来设计不同的价值函数,基于系统数学模型遍历所有的开关状态进行寻优,最终得到最佳的开关状态并输出。该文将这种控制方法应用于T型三电平并网逆变器之中,同时针对模型预测控制开关频率不固定的缺陷,提出了一种定频化的方法。针对价值函数进行求偏导,得到电压矢量与传统调制策略并进行结合。试验波形验证了该文方案的有效性与正确性。

基于定频技术的变频空调技术改造与节能性分析

伴随着城轨行业技术的快速发展,城轨地铁车辆空调系统已基本发展为使用变频技术。为有效解决城轨旧线定频技术问题,提出“小改动”技术方案,从改造原理、改造效能方面,实现定频空调改造为变频化的技术运用。经实际改造验证:变频空调节能率最高可达20.32%。

定频变风量新风系统的应用分析

在空调负荷中,新风负荷所占的比重达到了20%以上.在室内外焓值相差比较大的地区,新风负荷的比例高达60%以上.如何在保障室内人员的新风需求的基础上,减少新风的能耗,一直是空调行业节能的重要课题.本文在比较分析两种目前常用新风系统的基础上,介绍了一种新的系统模式——定频变风量系统.该系统采用定频风机,通过旁通装置调节新风量,从而达到了节能的效果.

光伏并网逆变器的定频滞环电流控制新方法

提出一种用于光伏发电系统与公用电网并网的逆变器定频滞环电流控制新方法,该方法首先基于电网线电压空间矢量将复平面分为6个扇区,在每个扇区内实现两相开关解耦分别控制相应的线电流;然后,在控制相的下一个线电流误差周期到来时,计算并调节下一周期的滞环宽度以达到定频滞环电流跟踪,改善输出电流波形,提高控制精度。该方法的主要特点是不需要额外的模拟电路便可以实现开关频率的稳定。利用Matlab进行建模,仿真结果证明了该方法对稳定滞环开关频率是有效的,同时也表明该方法应用于光伏并网逆变器是可行的。

孤岛运行微电网的同步定频电流控制原理与验证

现有的孤岛运行微电网的主从控制方法只适用于有大容量支撑电源的小型系统;对等控制方法存在产生功角与频率稳定问题,且不能很好地适应微电网运行条件。针对全逆变器微电网,提出逆变器利用卫星授时信号同步,产生相位相同、频率固定为工频的电流,采用I/U下垂控制实现有功与无功出力按照逆变器的容量比例进行分配;采用常规的无功补偿方法实现无功功率的就地补偿,降低逆变器的无功功率输出。通过数字仿真与物理试验,验证了所提方法的可行性与有效性。由于所有逆变器输出电流的频率与相位均相同,使得交流微电网的电压控制过程与直流微电网类似,避免了功角与频率稳定问题,控制方法简单、直接,功率分配合理。

由早期性能标准的指标计算定频房间空调器APF的方法

房间空调器目前同时用两种完全不同的能效指标EER、COP指标以及APF指标来标称空调器能效。为了便于比较不同能效指标标称的空调器性能,需要将传统的EER和COP能效指标转化成APF能效指标。本文给出了一种利用GB7725—1996中EER和COP等性能参数直接计算APF的方法。该方法首先将APF转化为关于"额定制冷量"、"额定制冷功率"、"额定制热量"和"额定制热功率"的函数,然后联立EER、COP和APF的计算式消除中间变量。根据本文开发的公式,房间空调器的APF可以通过制冷和制热的额定能力和能效进行简单四则运算便可得到。

有源电力滤波器定频滞环电流控制新策略

简要介绍了瞬时无功功率理论谐波电流检测;提出定频滞环控制新方法应用于三相四线制有源电力滤波器。该方法主要根据电源电压、直流侧电容电压和参考电流信号波形的微分改变滞环电流宽度,实现开关频率的稳定。该方法的特点是不需要增加额外的模拟电路,完全数字化控制。使用Matlab仿真,仿真结果证明了该方法对三相四线有源电力滤波器定频控制是有效可行的。

基于等效热网络法的定频双转子永磁风力发电机的热分析

定频双转子永磁风力发电机是近年来提出的一种新型特种电机,具有低速直驱、功率密度高、变换器功率小等优点,具有较好的应用前景。定频双转子发电机在定子和内转子上都设置有绕组,且内转子散热条件较差,热分析成为电机设计的关键环节。为此,本文提出了基于等效热网络法的定频双转子发电机的热分析,首先介绍了传热的基本定律,然后建立定频双转子发电机的热网络模型,并对模型中各个热参数比如热阻、热源等,进行分析和计算,最后对热网络图中的各个节点建立热平衡方程,求解方程组,得出电机各部分的稳态温升并通过实验进行了实验验证。