LCL谐振型双有源全桥双向DC-DC变换器分析与控制

研究了一种新型LCL谐振型双有源全桥双向DC-DC变换器。根据LCL谐振网络的基本特性,在双移相控制方式下,使得初、次级全桥的交流侧电压与电流同相位,实现了单位功率因数,基本可以消除双有源全桥变换器中普遍存在的回流功率。在时域波形分析的基础上,建立了各次谐波的交流等效模型,计算了各次谐波传输功率相对于基波传输有功功率的比值,并通过基波近似法进一步研究了变换器的功率传输特性。最后,设计了一台额定功率为3.6kW的实验样机,特征波形、回流功率的实验与分析结果吻合,并验证了其运行在宽负载电压和功率范围内的良好特性。

具有LCL单元的磁集成Boost变换器

提出一种由2个电感、一个电容和2个二极管组成的LCL单元,利用该单元的储能作用,提高升压变换器的电压增益。应用磁集成技术对电感进行耦合集成,降低电感电流纹波。为进一步增加电压增益、减小开关管的电压应力引入电容C_(2)。分析了变换器的工作原理,推导了电压增益公式、开关器件的电压应力和电感电流纹波。与传统Boost变换器相比,所提变换器电压增益是其3-D倍,电感电流纹波减小近一半,开关器件的电压应力是输出电压的2/(3-D)。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

LCL型整流/回馈单元在通用变频器中的应用研究

针对交直交通用变频器的二极管整流能量单相流动、电流谐波大等问题,设计了一种电压型PWM整流/回馈并网单元。该设计具有能量双向流动、功率因数可控、电网端电流接近正弦特点。为满足规定的电流谐波小要求,需要在电路上加入滤波器。LCL滤波器对高频谐波抑制效果明显,而且比单电感滤波在相同谐波标准下具有较强优势。在分析了基于LCL无源滤波器的PWM整流/回馈并网装置的数学模型基础上,结合模型设计双闭环控制结构,根据谐波要求对滤波器各参数进行分析设计。仿真结果表明:整流器可使网侧电流正弦化,系统实现高功率因数运行。

磁集成LCL倍压单元高增益变换器

针对光伏等新能源并网发电的需求,提出了一种基于LCL倍压单元的磁集成交错并联高增益直流变换器。通过如下方式改进传统交错并联Boost变换器:釆用LCL倍压单元代替储能电感提高电压增益;在传统变换器输出端加入三电平电容降低开关管电压应力;将变换器中的电感进行磁集成减小变换器的体积,改善了变换器的输入输出纹波及动态性能,同时提高了变换器功率密度和转换效率。给出了变换器主要工作波形以及各模态等效电路图,推导了变换器电压增益、变换器等效稳态电感和暂态等效电感表达式,并给出了变换器磁件耦合度设计准则,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

LCL滤波器对分布式发电并网变压器绝缘寿命影响

为了研究分布式发电并网对并网变压器绝缘寿命的影响,设计了一个分布式并网发电系统和LCL滤波器,搭建了并网变压器的热效应模型和单位寿命模型,对使用LCL滤波器与否的情形所得到的谐波数据进行了分析计算,并通过MatLab/SimuLink对所建立的变压器热效应模型及单位寿命模型进行了仿真分析,结果证明了所设计的分布式并网发电系统经LCL滤波器滤波后能有效降低并网变压器绝缘的退化及其单位寿命损失。

单极性SPWM调制的三相电能回馈单元设计

三相电能回馈单元常采用双极性SPWM或SVPWM调制实现,基于单极性SPWM的调制不同于双极性SPWM和SVPWM的调制,其避免了双极性SPWM和SVPWM上下桥开关互补导通而需要设置死区时间防止直通的问题,克服了死区时间会增大电流畸变率的难题。并给出L/LCL滤波器的设计与选取、电流回馈PI参数的设计和单极性SPWM调制的实现算法。在此基础上,比较单极性SPWM调制与双极性SP-WM和SVPWM调制的优缺点。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证该方法的可用性、正确性和优越性。

四象限能量回馈型变频器在高炉卷扬控制系统中的应用

根据高炉卷扬的运行特点,要求四象限往复循环运行。交流异步电机驱动的高炉卷扬机若采用能耗制动方式实现电机四象限运行,占地面积大,电阻发热严重,而且采用二极管整流或晶闸管相控整流产生谐波较大,功率因数也不可控。四象限能量回馈型变频器不仅可以实现卷扬机的运行工艺功能,而且可以做到低谐波、功率因数为1的特性。从运行性能上来讲,后者明显优于前者,应当积极推广使用。