三相H桥变频器直流支撑电容纹波电流研究

三相H桥变频器通常由1个不控整流桥和3个H桥组成,由于整流桥的非线性特征和H桥变换器的谐波影响,求解直流支撑电容的电流解析表达式比较困难。然而准确的电流解析表达式对电容设计却又至关重要,文章在对单相H桥进行分析的基础上,推导出了三相H桥变频器直流支撑电容电流谐波频谱及有效值的准确解析表达式,同时对支撑电容容值选择进行了探讨。通过仿真和实验证明提出的方法能有效地解决直流支撑电容的设计问题,在工程中取得了较好的实际效果。

基于纹波电流的直流支撑电容温度性能分析

纹波电流是引起直流支撑电容器温度升高最重要的因素。基于此,对直流支撑电容构成、结构及其纹波电流进行分析,并对直流支撑电容损耗、等效串联电阻、发热功率进行温升计算,在此基础上,设定实验条件,选定试验样品,进行发热功率及温升的验证。实验结果表明,所设定条件、实验样品及方法,能较好地完善直流支撑电容器温升影响因素分析的理论体系,具有一定的理论及实际应用意义。

大功率变流器直流支撑电容纹波电流测试方法的研究

功率变流器直流支撑电容纹波电流是否在标称的额定电流范围之内,是判断电容可靠性和寿命的关键因素之一。在大功率变流器中,为减小回路杂散电感,直流支撑电容接线端一般都紧贴叠形母排,无法直接对直流支撑电容的电流进行测试。本文提出一种间接测试直流支撑电容纹波电流的方法,并通过仿真和试验,表明了该方法的正确性。

直流支撑电容器的纹波电流影响其温升的研究

直流支撑电容器是变流器不可缺少的重要部分,直流支撑电容器的运行温度会影响使用寿命。为此,需要研究纹波电流对其温升的影响。首先,以直流支撑电容器为研究对象,研究了直流支撑电容器的发热功率、纹波电流对温升的影响。进而,通过对试品基于单一频率电流的温升试验和发热功率计算,以验证纹波电流对温升的影响。结果表明:纹波电流的数值和频率影响直流支撑电容器的温升;直流支撑电容器的温升与其纹波电流方均根值的平方成正比关系,与纹波电流的频率成反比关系;直流支撑电容器的温升还与损耗角正切成正比关系,与其散热面积、外壳散热系数成反比关系。

直流无刷电机方波控制系统母线电容纹波电流的分析计算

直流母线支撑电容是影响直流无刷电机控制系统体积和可靠性的关键因素之一,母线电容纹波电流的计算能够有效指导母线电容的参数选择,为实际工程设计提供依据。目前,针对直流无刷电机方波控制系统的电容纹波电流的解析计算方法鲜有研究。该文针对直流无刷电机方波控制系统的特点,研究了方波控制系统中直流母线电容纹波电流产生的机理,通过分析直流无刷电机换向过程中相电流的变化规律,推导了直流母线电流瞬时值、有效值及平均值的解析关系式,进而得到了直流无刷电机方波控制系统母线电容纹波电流的精确表达式。最后利用仿真和实验结果对分析方法的准确性进行了验证。

直流母线支撑电容纹波电流研究

直流母线支撑电容的纹波电流是影响变流器产品寿命的关键因素之一。为了节约能源、扩充容量、优化设计等,工业生产时通常采用多个电机共用一条直流母线的结构。文章分析了变流器直流母线的理想纹波电流的形成机理,研究了共直流母线谐振对电容纹波电流的影响,提出了抑制纹波电流的方法,并通过仿真验证了分析结论的正确性。

直流支撑电容器的纹波电流影响其温升的研究

风电机组当中直流支撑电容器属于使用较为普遍的一种电容器,而对发电总量较大、内部结构相对较为复杂的风电机组而言,薄膜电容器能够达到更好的使用稳定性。对薄膜电容器使用稳定性影响最高的因素为热稳定性,风电机组的整流逆变器工作过程中能够导致电容器芯子温度提高并导致电容器的温度产生整体性的升高。而由于整流逆变器为封闭结构,因此长期处于高温状态下电容器不仅能够出现故障的情况,同样可能产生击穿的风险、本文针对纹波电流的影响,采用实验进行了分析。

基于比例重复控制的MMC-SST子模块电容纹波电压抑制策略

基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)是实现交直流混合配电网柔性互联及能量多向流动的关键装备。针对固态变压器输入级MMC子模块电容纹波电压过大,导致装置的体积和成本增加的问题,提出一种基于比例重复控制的MMC-SST改进纹波电压抑制策略。首先利用基于比例重复控制的电容电压闭环得到调整后的功率移相角。然后,通过双有源桥变换器将子模块电容纹波功率传递到低压直流母线,从而有效抑制MMC子模块的各频次纹波电压,达到减小电容值的目的。最后,仿真结果表明在网侧电压对称或不对称工况下,基于比例重复控制的MMC-SST子模块电容纹波电压抑制策略均具有良好的纹波电压抑制能力。

两象限变频器直流电容纹波电流分析与抑制研究

两象限变频器直流环节设计的好坏决定着变频器整机性能优劣以及可靠性高低,而直流环节的设计又是以直流电容的选型设计为主。为了稳定中间环节直流电压,使其波动在所要求的设计范围之内,在进行直流电容选型时,设计者通常会选用容量大的电解电容。但电解电容额定纹波电流小,为保证电容的使用寿命,采取一定措施抑制电容纹波电流显得十分必要。本文通过对两象限变频器直流电容纹波电流进行分析,提出了添加直流电感抑制电容纹波电流的方法,并分别给出了计算电容纹波电流的数学解析式,最后通过MATLAB仿真验证了理论分析的正确性。

变频器中直流母线电容的纹波电流计算

针对变频器中直流母线电容的纹波电流是影响其产品寿命的关键因素之一,本文通过对其电路工作过程的分析确定出具体的计算公式,以此作为变频器中直流母线电容设计参考,提升变频器产品设计的可靠性。

三电平逆变器直流侧支撑电容器纹波计算方法研究

三电平逆变器中直流侧支撑电容器的纹波电流影响电容器的容值选择和使用寿命,同时电容纹波电压影响功率器件需承受的电压,因此支撑电容器的纹波分析对逆变器设计至关重要。文章通过分析三电平逆变器主电路拓扑和调制方式,推导得出NPC三电平逆变器直流侧支撑电容器纹波电流和纹波电压的数学表达式,其中纹波电流的有效值与调制比和负载功率因数有关,纹波电压则与支撑电容器容值和负载功率因数有关;并通过仿真验证了所推导的数学表达式的正确性。此外,文章还考虑了杂散电感对支撑电容器电流的影响,并通过整机测试进行了验证。

大功率三电平逆变器直流母线电容的纹波电流问题研究

随着大功率开关器件的发展,三电平逆变器在电力电子领域获得了广泛应用。电容纹波电流是检验三电平逆变器可靠性的重要指标之一。为避免电容过电流对系统正常工作造成危害,对大功率三电平逆变器母线电容的纹波电流问题进行研究,分析得到母线电容纹波电流超标的内在原因是系统寄生参数引起的谐振,并提出了增大相间电感抑制电容纹波的方法。最后,仿真和实验验证了理论的正确性和可行性。

直流微电网双向储能变换器的两带通滤波器二次纹波电流抑制与均分控制方法

含多双向储能变换器的直流微电网通过逆变器接入交流负荷时,会引起直流母线侧产生二次纹波电流,并影响变换器输出电流均分效果。对此,该文提出了双向储能变换器的两带通滤波器二次纹波电流抑制方法,解决了传统电压电流双闭环控制中因限制外环电压的截止频率引起的动态响应速度慢的问题,并增强了二次纹波电流抑制效果。提出了串联微调虚拟电阻的自适应下垂控制方法,减少了储能变换器间输出电压偏差,改善了并联均流效果。在允许的电压偏差范围内,分析了虚拟电阻对输出损失功率和环流的影响,并选取使二者之和达到最小值时合适的控制参数。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

级联H桥储能变换器直流纹波电流的无源与有源抑制策略

级联H桥储能变换器直流纹波电流会给储能系统带来效率降低、寿命减少、并网谐波增大等不利影响。分析了电容滤波、LC滤波、LC串联谐振3种无源滤波电路抑制直流链纹波电流的方法,以及它们减小直流链纹波电流的可行性。提出了基于耦合变压器直流有源滤波电路的级联H桥储能变换器拓扑,利用直流有源滤波电路吸收直流链纹波电流,减少流入级联H桥储能变换器直流端口的纹波电流。最后,通过仿真验证了有源滤波方法减小直流链纹波电流的有效性。

直流微电网中双向储能变换器的二次纹波电流抑制与不均衡控制策略

交流负载大规模接入直流微电网会通过逆变器引入大量的2次纹波电流到直流母线上,进而通过双向储能变换器传导至储能系统侧,严重影响储能电池和电力电子器件的寿命。提出一种直流微电网中双向储能变换器的2次纹波电流抑制与不均衡控制策略,通过带通滤波器(band pass filter,BPF)在2倍基频处引入虚拟阻抗,以改善对2次纹波电流的不均衡控制;由于增加了双向储能变换器在2倍基频处的等效输出阻抗,2次纹波电流将大部分从滤波电容回流,使得2次纹波电流不能或者很少一部分可以传导至储能系统侧,可以有效避免2次纹波电流对储能电池的不利影响。仿真与实验结果都表明了该控制策略的有效性和合理性。

级联储能变换器直流链纹波电流的抑制策略

储能系统既能作为电源,又可以作为负荷,在微网中起着双向调节的重要作用。随着微网中储能技术的应用,级联多电平变换器作为一种新颖的储能功率调节系统(PCS)开始被广泛研究。级联储能变换器的H桥直流链电流包括直流分量与纹波电流分量,纹波电流分量会对电池储能系统性能产生不利影响。论文首先研究了H桥直流链电流中纹波电流形成的机理,建立了H桥纹波电流电路模型,研究了直流链纹波电流的传输特性与影响因素;在此基础上提出了基于直流有源滤波器(DC-APF)的级联储能变换器电路拓扑,研究了利用直流有源滤波器抑制H桥直流链纹波电流的控制策略,最后通过仿真显示了该方法的有效性。

用于改善直流链电流纹波的电流源型整流器扇区优化调制策略

电流源型整流器采用十二扇区空间矢量脉宽调制(SVPWM)可缩短器件换流过程并减小开关损耗,但整流器在运行时直流链电流纹波较大,而采用增大电感值的方法抑制电流纹波会增大电感的损耗和体积,影响系统整体运行性能。为此,该文首先提出一种适用于宽范围运行情况下直流链电流纹波的优化调制策略。其次,基于十二扇区实现机理和电感电流纹波产生原理,通过所提出的电流纹波分析模型推导分析电流纹波表达式,并深入对比分析两种调制策略的直流链电流纹波峰值分布规律。最后,通过仿真和实验样机验证了理论分析的正确性和调制策略的有效性。

内燃机车辅助变流器支撑电容器纹波电流分析

文章分析了内燃机车辅助变流器模块常用的AC-DC-AC拓扑,采用傅里叶频谱分析法分别对电容纹波电流的整流侧分量和逆变侧分量数学模型进行评估,并提出了电容电流纹波的计算方法。通过搭建辅助变流器模块试验平台对电容纹波电流值进行测试,并分析电容器容值与纹波电流值的关系,结果表明该计算方式较为准确。

计及寄生电容和纹波电流的电压源型逆变器死区效应与补偿方法

电压源型逆变器中固有的死区效应降低了输出电压的品质。为了精确补偿死区效应,需要建立死区效应导致的逆变器输出电压失真的精确模型。但是,已有死区效应模型没有考虑开关管等效并联电容和电感电流纹波对于死区效应的影响,导致死区补偿结果难以优化。本文通过详细分析和推导,发现寄生电容和纹波电流会影响输出电压的精度,并给出了输出电压误差的精确数学表达式。在此基础上,本文提出一种在线、自适应的死区精确补偿方法。最后,通过仿真和实验证明了本文分析的正确性和死区补偿方法的有效性。

逆变电源直流母线纹波电流分析与抑制研究

逆变电源直流母线的纹波电流是决定逆变电源稳定工作的关键因素之一。纹波电流过大会严重缩短直流母线电容寿命。通过对逆变电路的分析建立了计算逆变电源的纹波电流和最小电容值的计算公式,进而选取合适的电解电容以减小纹波电流并维持系统稳定运行。利用Matlab仿真软件,进一步验证了直流母线电容选取原则的可行性。