输出本质安全型准阻抗源Boost电压变换器设计

提出一种输出本质安全型准阻抗源Boost电压变换器,介绍了其电路的基本组成,分析了准阻抗源网络中电感器和电容器的元件选型。该电路由准阻抗源电路和Boost斩波电路组成,然后连接电感电容(inductance and capacitance,LC)滤波电路,控制信号为脉宽调制波。使用MATLAB/Simulink完成电路仿真,在仿真基础上搭建实物实验电路,实验结果验证了仿真及电路的正确性和可行性。

具有高增益准开关阻抗源的分布式光伏逆变器

分布式发电应用的多电平逆变器存在升压能力受限于器件应力,且在高调制指数下性能不佳的问题。为此,提出一种具有高增益准开关阻抗源的多电平光伏逆变器,将新型混合准开关升压电路与降压开关单相多电平逆变器集成,在低器件应力和高调制指数下实现高增益转换。对拓扑不同工作模式进行建模,并在此基础上提出能无缝过渡孤岛模式的脉宽调制控制策略。对所提拓扑的高电压增益和低器件应力特性进行分析,同时建立小信号模型验证系统稳定性。最后搭建实验样机对所提方案进行验证,实验结果表明所提拓扑在高增益下工作时具有最低的器件应力,同时具备良好的击穿抗扰度。

电动汽车双向阻抗源逆变器控制系统设计

分析了双向功率流阻抗源逆变器系统工作原理、脉冲调制方式。采用开关信号流图方法建立了统一的控制系统模型,从稳态直流模型推导出系统额定工作点,从动态小信号模型推导出系统传递函数。阻抗源逆变器控制系统是含有二维参数的非线性系统,对相互关联的2个控制变量(直通占空比D和调制系数M)进行动态解耦,对解耦系统设计了电压电流双环控制器以提高系统的动态性能和稳定程度,基于伯德图分析了控制系统的稳定性和动态特性。研制了一台55kVA双向功率流阻抗源逆变器,实验结果表明,系统具有优良性能,可以有效应用于电动汽车和可再生能源发电系统等领域。

单相电压型准阻抗源AC-AC变换器

为了克服传统AC-AC变换器的不足,提出一种新型的电压型准阻抗源AC-AC变换电路。研究了电路基本结构、工作原理,采用脉冲宽度调制(PWM)法对电路进行总体控制改变输出电压,给出了Matlab/Simulink下系统电路的仿真结果,最后在仿真的基础上利用TMS320F2812搭建了实验电路。实验结果验证了电路结构的可靠性和可行性。

单相准阻抗源AC-AC变换器

为克服传统AC-AC变换器的不足,研究设计了一种新型的准阻抗源AC-AC变换器电路拓扑,分析了该变换器的电路结构、工作原理、电压增益等。采用脉冲宽度调制(PWM)方法来改变电路中双向开关的占空比以调节输出电压,应用Matlab/Simulink下的仿真模型仿真验证了该电路的电路特性;在此基础上构建了实验电路,进行了相关实验验证。计算机仿真和样机实验结果均验证了理论分析的正确性和电路的可行性。

阻抗源四桥臂光伏逆变器共模特性研究

以无变压器型Z源四桥臂光伏逆变器为研究对象,对系统共模特性进行分析。首先建立无变压器型Z源四桥臂光伏逆变器系统共模模型,分析不同开关状态下共模电压特性及系统共模漏电流的影响因素,在此基础上提出一种新型调制方案,该方案不仅具有升压功能,并且共模电压保持恒定,从而有效减小了系统漏电流。最后搭建实验平台,控制采用DSPTMS320F28335和赛灵思FPGA XC3S400控制电路实现,对提出的方案进行了实验验证,实验结果证明了提出方案的有效性。

阻抗源电流型变流器的基本原理和研究现状

阻抗源拓扑结构由于其独特的升降压功能得到越来越多的关注,目前已经应用于直交、交直以及相位频率均变化的交交电路中。阻抗源变流器可以分为电流型和电压型两大类,电流型和电压型相比,具有动态响应快、限流能力强、直流回路阻抗较大和输入电压较高等优点。本文对阻抗源电流型变流器进行详细分析,介绍阻抗源电流型变流器的发展历史和研究现状,研究有代表性的阻抗源电流型拓扑结构的工作原理及其优点和应用场合,并对其未来的发展进行展望。

电流型阻抗源逆变器电机调速系统

目前,电流源逆变器电机调速系统已经广泛应用于中、大功率的电力传动领域,但它存在固有的缺陷,如:只能升压,而不能降压;输入侧功率因数偏低等。提出了一种新型的电机调速系统电流型阻抗源逆变器电机调速系统,介绍了其电路拓扑、工作原理、控制方法等,给出了相应的仿真和实验结果。仿真和实验证实了该电路拓扑的合理性和优越性。

电动汽车双向阻抗源逆变器分析与控制

提出一种新型双向功率流阻抗源逆变器(Z-Source Inverter,简称ZSI)拓扑结构,以有效解决ZSI在DCM模式时输出电压不可控、系统失稳的难题。详细分析了系统工作原理和PWM信号发生方式。采用开关信号流图SFG方法建立系统稳态与动态模型,并从动态小信号模型推导出系统的传递函数。分析了系统稳定性和动态特性,对两个控制变量(D,M)进行解耦,设计了双环控制器以提高系统动态性能和稳定程度。研制开发了一台55kVA双向功率流ZSI来验证所提拓扑和控制方法的有效性,实验结果证明系统性能优良,可有效应用于电动汽车等领域。

阻抗源Buck/Boost整流器

提出一种新型的阻抗源Buck/Boost整流器,将Z Source网络应用于单相全控桥式电路,利用Z型无源网络实现电源和负载的耦合,可灵活地获得升/降直流电压。与传统的实现降压级联电路相比较,阻抗源整流器不需在上下桥臂的驱动脉冲中加死区,减少了输入电流波形的畸变,而且具有效率高,电路体积小等优点。通过仿真和实验电路测试,证实了以上的分析。

基于阻抗源逆变器的永磁直驱风力发电变流系统综述

永磁同步风力发电机具有重量轻、效率高和可靠性好的优点,已逐渐成为当前风力发电系统的主流选择。本文在通过对永磁直驱风力发电变流拓扑和阻抗源逆变器拓扑进行全面分析总结的基础上,对阻抗源永磁直驱风力发电系统的直通占空比插入方法和控制策略进行了详细的分析和介绍。最后,指出了阻抗源永磁直驱风力发电系统未来可能的发展方向。

三相电压型准阻抗源AC～AC变换器

为了克服传统三相斩控式交流调压器的不足,提出了一种三相电压型准阻抗源变换器电路拓扑。研究了其拓扑结构和工作原理,推导了输出电压与占空比的定量关系。运用MATLAB对电路进行了仿真,并根据仿真结果建立了实验电路,采用脉冲宽度调制法(PWM)对电路进行总体控制,得到占空比为0.2与0.8时的三相电压波形。实验结果验证了三相电压型准阻抗源馈电电压调节的的可靠性和可行性。

矿用级联准阻抗源DC-DC升压变换器

提出了一种新型的矿用级联准阻抗源DC-DC升压变换器,分析了其电路基本结构和工作原理,推导了电路的相关电压关系。该电路克服了传统Z源变换器电压增益小、器件应力大以及输入电流断续等问题。应用MATLAB/Simulink对电路进行了仿真,并在仿真结果的基础上以TMS320F28335为核心搭建出试验电路,理论分析与试验结果相符,验证了此DC-DC变换器的可行性和正确性。

新型耦合电感阻抗源逆变器应力简化分析方法

耦合电感型阻抗源逆变器含有多个电感和电容,器件应力分析时通常采用安秒和伏秒平衡计算变换器的状态变量,计算过程冗长且容易出错。因此,为了简化电路分析,提出一种适用于耦合电感型阻抗源逆变器拓扑的无源器件消除方法。通过消除电路中的电容支路或电感支路,然后在一个开关周期内对电路进行平均化,根据所获得的等效平均化电路求解电路中电流、电压状态变量,使得电路的各个状态量之间耦合关系得到简化。为了阐述所提方法的分析过程,以高升压比Y源逆变器为例计算关键元件的电流和电压应力,并与传统分析方法进行比较。最后,通过试验验证所提方法的正确性。

基于T源阻抗网络的新型直流固态断路器研究

提出了一种基于T源阻抗网络的直流固态断路器。该断路器可以通过阻抗网络响应短路故障,从而分断故障回路,不需要外加检测、控制系统,增强了系统可靠性。分析了T源断路器的工作机理和电压、电流传递函数,给出了参数设计方法,并进行了仿真和实验验证,结果表明:所设计的断路器符合理论预期。

不同源阻抗8/20μs冲击电流下的MOV动态性能仿真

为研究不同源阻抗的8/20μs冲击电流下,金属氧化物压敏电阻(metal oxygen varistor,MOV)冲击残压存在很大差异的课题,建立了MOV的仿真模型,在相同预期短路条件下对10、20、30kA3个通流量级的冲击残压进行了研究,并结合Haefely persurge30.2和ICGS两种源阻抗相差较大设备的实测数据分析,得出:①冲击电流越小,试品动态阻抗越大,适合用其最小冲击电流来测试非线性试品,以工程计算设备的带负载能力;②不同预期短路电流下,不同源阻抗冲击电流回路测试不同试品时,通流容量越小的试品表现出来的电压敏感性越大,大通流的试品在大电流冲击下受源阻抗的影响较小,因此宜选用小通流容量的MOV来对比不同发生器的性能。

“二次源”法阻抗估值算法和数据处理程序设计

针对现有'二次源'法在参考管道上传感器距离是压力波波长整数倍时,泵源估值精度较低,且整个数据处理过程繁琐复杂、费力耗时,导致其不适于工业应用的问题,提出泵源阻抗估值算法优化模型,并应用Matlab/GUI模块编写一套'二次源'法数据处理平台软件,在提高泵源流量脉动的测试精度的同时简化'二次源'法数据处理过程。介绍柱塞泵标准'二次源'法的测试原理,对比几种泵源阻抗估值方法的特点,应用Matlab/GUI模块开发优化的'二次源'法数据处理软件,并进行试验验证。结果表明,相比分布参数法,线性衰减技术能够估测全频率处柱塞泵泵源阻抗,估值效率提高了70%;在保证测试精度的情况下,'二次源'法测试软件简化了标准'二次源'法数据处理过程并节省了80%的计算时间,为'二次源'法的工业应用提供技术支撑。

8/20μs冲击电流发生器源阻抗对压敏电阻器性能表征的影响研究

文中研究了不同源阻抗8/20μs冲击电流对压敏电阻冲击能量的影响规律。建立了8/20μs冲击电流发生器电路模型,进行了电路仿真研究;搭建了8/20μs冲击电流实验平台,对不同规格的压敏电阻进行冲击电流实验。研究结果表明:随着8/20μs冲击电流源阻抗减小,相同冲击电流幅值下通过压敏电阻的冲击能量增加;随着压敏电阻直流参考电压增加,冲击电流源阻抗对压敏电阻冲击能量的影响作用增强,但随着冲击电流幅值的提高,冲击电流源阻抗对通过压敏电阻冲击能量的影响作用减弱。因此,在一定冲击电流幅值以下的8/20μs冲击电流试验中,冲击电流发生回路的源阻抗不能选择的太小。研究结果对压敏电阻冲击电流测试的规范化具有一定的理论与工程应用价值。

基于DDS芯片的多频阻抗激励源的设计

目的:设计一个采用直接数字合成技术的电流模式多频阻抗激励源。方法:作者设计了基于DDS芯片AD9850的波形发生单元和基于AD844的电压电流转换单元的阻抗激励源系统。并对其各项性能进行了测试。结果:激励源的频率分辨率高,频率设置方便,VI电压电流转换性能较好,信号质量较高。结论:基于AD9850芯片的激励源适用于阻抗测量的实验系统和扫频模式的多频阻抗系统。