Z源型逆变器母线电压的二次谐波及其抑制策略研究

针对Z源逆变器母线电压有效值二倍频于输出正弦波的脉动分量现象进行了讨论,详细分析了该现象的成因、危害及影响因素,并提出了抑制方法,同时利用仿真模型对Z源逆变器母线电压有效值二倍频脉动分量的各影响因素进行对比测试,得到的仿真结果验证了分析的准确性。在分析的基础上,提出电流内环中加入重复控制策略的方式来抑制母线电压二次谐波对于输出电压的影响,仿真和实验结果都验证了控制策略的有效性。

Z源型光伏并网逆变器研究

介绍并分析Z源型光伏并网逆变器的拓扑结构及其工作原理。基于并网逆变器Z源阻抗网络的特殊性质,为改善输出波形质量,减少并网电流谐波,系统省略传统逆变桥臂的死区设定,通过控制逆变桥臂的直通矢量占空比实现光伏阵列输出电压的升压功能。利用Matlab对逆变器控制系统运行控制模式进行仿真,仿真结果证明理论分析的正确性和有效性。

开关电感型Z源逆变器拓扑结构的设计与仿真

该文在开关电感型Z源逆变器的基础上提出一种高电压增益的开关电感型Z源逆变器。与传统的开关电感型Z源逆变器相比,新型拓扑不仅保留了X型的基本结构,而且将二极管和逆变桥的位置互换,同时增加了2个电感和6个二极管,这样可以减小电容电压应力,增大直流链路峰值电压,使输入电流具有连续性;另外,新型拓扑的控制方法简单,采用直接升压控制方法,它以正弦波为调制波、三角波为载波,是一种基于正弦脉宽调制控制技术的一种控制方法。在理论分析的基础上,对新型拓扑进行仿真试验,结果表明:当直通占空比为0.139、调制系数为0.85时,新型拓扑直流链路峰值电压为127.95V,电容电压应力为39.50V,而传统拓扑的直流链路峰值电压为89.65V,电容电压应力为68.40V,新型拓扑在获得较大直流链路峰值电压的同时,可以保证电容上承受的电压应力较小。通过仿真试验,验证了新型拓扑的优点。

开关电感型Quasi-Z源逆变器

提出了一种开关电感型Quasi-Z源逆变器的拓扑,该拓扑用开关电感代替传统Quasi-Z源的电感,在保留传统Quasi-Z源逆变器优点的同时,在相同直通占空比的情况下增大了其升压倍数,而且在较小的直通占空比情况下即可实现任意倍数的升压,给调制因子较大的取值空间,提高了输出电压的质量与系统的稳定性。采用改进的空间矢量实现了对改进Quasi-Z源逆变器的控制。仿真和实验证明了该拓扑在相同直通占空比的情况下具有更高的升压倍数的新特性。

串联型Z源滞环控制策略研究

基于Z拓扑的逆变系统,需在开关控制信号中加入直通信号。传统的变频滞环控制无法实现。提出一种适用于串联型Z源的定频电流滞环控制策略,综合传统滞环控制和串联型Z源的优点;采用定频控制,降低系统损耗,简化滤波;利用Z源的升压作用,提高系统功率输出能力。通过Matlab仿真与实验验证,证明了策略的可行性。

有源箝位软开关变压器型Z源逆变器

针对逆变电路中出现开关损耗和电磁干扰(EMI)问题,依托变压器型Z源逆变器,通过加入有源箝位电路,提出一种有源箝位变压器型Z源逆变器,实现了电路所有有源器件的软开关功能,降低了开关损耗和EMI的影响。根据设计需要,对一个开关周期中具体的工作模式和升-降压功能进行了研究,借助稳态分析法分析电路各部分之间的电压关系,分析具体的ZVS工作过程,推导出各开关ZVS环境的辅助电路参数条件。实验室设计1 kW实验样机波形表明:有源箝位软开关变压器型Z源逆变器可以实现大范围升压功能、同时减少开关损耗并改善EMI影响。验证了理论分析的正确性,以及所提出电路的有效性和实用性。

基于受控耗散Hamiltonian系统模型的光伏准Z源T型三电平并网逆变器控制策略

基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略无需对受控对象进行线性化处理,它从能量成型与注入阻尼方面讨论受控对象的稳定性,简化了控制系统的结构。首先,利用状态空间法推导出准Z源T型三电平逆变器数学模型;其次,结合无源PCHD模型的控制规律选取能量函数与注入阻尼,并进行控制系统的设计。该控制策略不但使系统具有优良的动、静特性,且逆变器输出电流谐波低、经济性高;最后,仿真和硬件实验验证了基于PCHD模型的无源控制策略的正确性和有效性。

新型Z源T型五电平逆变器及其调制策略

针对传统二极管中点钳位三电平与五电平逆变器需要大量钳位二极管、结构复杂、可靠性差、二极管开关损耗较大,以及传统Z源两电平逆变器电容电压应力较高、升压能力不足、功率较低等问题。首先,提出了一种T型五电平逆变器拓扑,该拓扑省去了大量钳位二极管,结构简单,开关损耗小,功率等级高;其次,结合Z源网络与该T型五电平拓扑,得到一种新型Z源T型五电平逆变器拓扑,与传统Z源逆变器相比,在相同的电压增益下,该新型逆变器有效降低了开关器件电压与电容电压;再次,将Z源网络中的电感用升压单元代替,进一步增强了其升压能力;最后,设计了该新型逆变器的同向载波调制策略。仿真实验证明了所提拓扑的正确性与调制策略的有效性。

T型Z源拓扑结构及其性能研究

T型Z源逆变器是一种新的逆变器拓扑结构,是将低漏感变压器替代传统Z源逆变器中的电感,以简化拓扑结构,提升性能。先介绍了多种T型Z源拓扑结构,分析对比其主要性能指标,最后利用Matlab/Simulink软件对T型Z源逆变器和传统Z源逆变器进行仿真。仿真结果表明,T型Z源逆变器比传统Z源逆变器在升压能力上更有优势,仿真验证了T型Z源拓扑的可行性。

一种改进型Z源逆变器

传统Z源逆变器存在诸如输入电流不连续,启动冲击电流大,电容应力大等缺陷,为解决上述Z源所存在的不足,研究一种新的Z源电路拓扑。在保持同样的升压情况下,该改进型拓扑电容应力明显减小,冲击电流得到抑制。简要对比二者拓扑下的工作原理,并通过saber软件对单相Z源逆变器进行仿真,仿真结果验证了改进型Z源拓扑性能的优越性。

基于准PR控制的隔离型准Z源单相光伏并网逆变器研究

针对传统PI控制在隔离型准z源逆变器中存在稳态误差,抗电网干扰能力差以及不能及时快速跟踪输入变化的问题,提出准PR控制的方法,可提高输出电压和电流的质量,并达到及时跟踪输入变化的目的。其中,准PR控制器在基波频率处的增益趋近于无穷大,可实现对某一固定频率正弦指令的信号的无静差跟踪控制。详细介绍准PR控制器的设计,并在Saber环境中搭建系统仿真模型,对所设计的控制器进行验证。结果表明,基于准PR控制的隔离型准z源单相光伏并网逆变器不但能有效实现并网逆变器的控制,而且可使系统保持稳定。

分布式电源中Z源逆变器锁相方法的研究

针对分布式电源并网运行时存在谐波干扰及并联运行时分布式电源之间的相位差会导致环流影响系统安全性等问题,对分布式电源中Z源逆变器的锁相方法进行了研究。通过对Z源型逆变器拓扑结构和空间矢量正弦波调制方法的分析,在DSP加FPGA控制平台实现对最大功率跟踪和电压电流幅度控制的基础上,提出了一种同时利用软件过零信号和硬件过零信号的数字锁相方法。该数字锁相环通过FPGA实现,可以提高分布式电源中Z源逆变器锁频锁相的稳定性和准确性。经过分布式电源实验平台验证,证明了这种锁相方法的可靠性。

电流型Z源逆变器在风电并网中的应用

逆变器是风力发电并网系统的主要部分,而Z源变换器因其具有的诸多优点已成为当今研究的热点。其中逆变器的控制策略是决定系统性能优劣和能否可靠运行的关键。文章在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上,采用三值逻辑SPWM控制方法进行调制,从而设计出合适的逻辑开关方程来控制电流型Z源逆变器。仿真实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能实现单位功率因数校正。

基于电流型Z源逆变器的SVPWM控制方法研究

以电流型Z源逆变器为研究对象,依据电路拓扑结构分析其工作原理并总结其特性。通过对SVPWM控制方法的脉冲生成原理的分析,对电流型Z源逆变器进行了相应的仿真,体现了电流型Z源逆变器的优越性,验证了电路的可行性。

基于光伏发电的改进型Z源逆变器

随着Z源拓扑结构的不断改进,出现了阻抗网络中带有有源开关器件的结构,但其输出电压增益较低且调制范围有限。提出了具有高升压能力的耦合型开关准Z源逆变器,并加入耦合电感来消除输入电流纹波。针对有源开关器件的控制,提出改进型空间矢量脉宽调制(SVPWM)直通调制法,通过调节开关调制数i可以以较小的直通占空比获得更高的输出电压增益。采用Simulink进行仿真实验,结果验证了新型拓扑结构和改进型调制方法的可行性以及电流纹波消除的效果。

光伏并网系统中Z源逆变器的研究

详细分析Z源逆变器的工作原理,推导其主要工作状态,对Z源逆变器的控制策略进行研究。根据光伏并网发电系统的控制要求和并网电能质量的要求,在Z源电容电压反馈环节引入模糊PI调节器,克服传统PI调节器动态性能差等缺点,通过仿真和实验证明该改进控制策略的合理性和有效性。

SL200Z型内燃机无源启动器

河南省汤阴县宏达启动器厂生产的神牛牌SL200Z型内燃机无源启动器(专利号:ZL00262104.5)结束了内燃机手摇启动的历史,目前已批量生产投放市场。该产品可广泛用于14.7kW以下的单缸柴油机,不用油不用电并具有7大优点。①结构合理,安装简便。和柴油机配套不需作任何改动,且自动启动和手摇启动两不误。

Z源逆变器及其多种改进拓扑结构的比较

相比于传统电压源、电流源型逆变器,Z源逆变器可以实现升降压变换,而且桥臂无需要插入死区时间,所以逆变器具有较高的可靠性。但同时传统Z源逆变器具有电容电压较高,存在启动冲击等问题。为了解决这些问题,研究学者提出了各种改进型Z源拓扑,但这些拓扑只能改进传统Z源逆变器的部分缺陷,而且改进的缺陷各不相同,这就导致使用者难以准确选择拓扑结构。为此,对常见的多种Z源逆变器拓扑进行了理论分析和仿真研究,从应用场合、性能优劣等方面进行了区分,以为使用者提供参考。

农光互补准Z源容错逆变器研究

为提高光伏大棚太阳能利用率及逆变桥臂故障后逆变器不能正常使用等问题,提出新型三相多电平T型准Z源逆变器(T型SL-q ZSI)。新型逆变器拓扑结构由两个对称改进型准Z源网络和三相T型逆变器组成。该逆变器采用较小直通占空比即可获得较高升压因子,调制比范围较大,输出多电平电压,独立为光伏大棚供电,提高农光互补系统电能利用率。当桥臂开关发生管故障时,通过改变调制策略,逆变器可正常工作。同时采用相移正弦脉冲宽度调制(PS-PWM)方法,仿真和试验验证新拓扑正确性和优越性。该逆变器可保证光伏大棚内部电力供应且具有Z源升压、输出多电平电压、开关管容错能力强、输出电能质量高等优点。

适用于电流源型逆变器的SVPWAM调制策略及其损耗分析

为降低开关管动作次数、提升逆变系统功率密度,提出了一种SVPWAM调制策略。相比于传统多段式SVPWM调制策略,所提策略通过将传统(直通)零矢量的作用时间按比例分配给有效矢量,减少了扇区内的开关状态数量;同时通过合理的选择与插入非传统(开路)零矢量,保证开关状态切换时仅有一个开关管动作,减少了开关动作次数,降低了开关损耗。为详细分析所提调制方法下的器件损耗,使用Simulink和PLECS软件分别搭建了传统多段式SVPWM与SVPWAM调制方式下联合仿真模型,并结合实验结果给出了两种不同调制方式下器件损耗及分析。