基于双辅助网络的宽软开关范围高效高频链DC-AC变换器

该文提出一种基于双辅助网络(dual auxiliary network,DAN)的宽软开关范围周波变换类型的高频链逆变(cycloconverter-type high frequency link inverter,CHFLI)电路,简称DAN-CHFLI电路。原边侧采用对称型无源辅助网络(passive auxiliary network,PAN)解决了传统CHFLI电路在空载、轻载及输出电压较小时原边侧开关管无法实现软开关的问题,拓宽了软开关范围,保证了其在任意负载条件下的零电压导通(zero voltage switching,ZVS)。副边侧有源辅助网络(active auxiliary network,AAN)由钳位电容和H桥组成,可以解决漏感与开关管寄生电容谐振造成的电压振荡问题,并辅助周波变换器换流。针对AAN电路,提出一种移相钳位策略:AAN开关管与原边开关管类似,也采用固定占空比方波信号移相调制;且相比原边开关管,AAN开关管延迟导通以实现软开关。文中详细分析了DAN-CHFLI拓扑结构、换流过程、PAN和AAN工作原理及开关管的软开关特性,并设计实验样机验证了理论分析的正确性。

基于Sigma-Delta调制的双两电平逆变器调制策略

在多电平逆变器的调制中,Sigma-Delta调制器可以改善逆变器输出电压频谱,减少系统噪声。而将其运用到共直流母线的开绕组异步电机双两电平逆变器系统中时,由于开关状态和开关频率的不固定,无法采用传统的改变冗余小矢量作用时间的方法来消除系统中的零序电压。为此,针对共直流母线双逆变器系统,提出一种调制方法,该方法利用Sigma-Delta调制器过采样及噪声压缩技术,优化逆变器输出电压频谱;同时,利用两电平空间矢量图中两个互差120°的基本矢量所对应的系统零序电压为零的原理,将参考电压矢量分解为两个大小相等、方向互差120°的等效参考电压矢量,并由两台逆变器分别单独产生,以此实现对共直流母线的开绕组异步电机双两电平逆变器系统零序电压的完全消除。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。

并联光伏逆变器间直流侧共模电压分析

建立逆变器并联系统模型,揭示直流侧共模电压和漏电流产生原因。根据PWM脉冲产生机理以及数字实现特点,从不同调制方式脉冲规律出发,提出一种并联逆变器直流侧共模电压谐波分析新算法。该算法过程清晰,易于实现。最后,在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,仿真结果验证所提出算法的准确性,并利用该算法得到各次谐波幅值随参数变化的规律,为进一步分析提供重要的指导依据。

不平衡负载下车载三相四线双向充电器中线桥臂控制与软启动设计

针对汽车向用户供电(V2H)时,由于负载不平衡引起的母线电压振荡、电流不平衡等问题,设计适用于工作在V2H模式下的车载三相四线双向充电器。采用分裂电容并结合中线桥臂作为负载不平衡时中线电流的回路,以抑制因负载不平衡引起的分裂电容两端电压振荡问题。首先分析不平衡负载下分裂电容两端电压振荡的根本原因,给出不同的不平衡负载下分裂电容容值的选择依据,并通过仿真验证了理论分析的正确性。在此基础上,结合中线桥臂与拓扑电路的等效模型,提出与其他三相完全解耦的中线控制方法,保证了不平衡负载下分裂电容端电压及三相输出电压的稳定。同时给出在V2H模式下系统启动过程中的隐患,提出通过调节PWM死区时间的方法实现了系统软启动,进一步提高系统的可靠性。最终采用双有源桥与三相四线逆变器级联完成了10kW的V2H样机,不平衡负载由切换纯电阻负载模拟完成,实验数据与仿真值匹配,验证了所提方案的有效性。

共中线开绕组电驱动系统单开关管开路故障诊断研究

双逆变器开绕组电驱动拓扑方案,尤其是近年来提出的共中线设计方案,相比于单逆变器驱动系统而言具有较好的运行性能和较强的容错运行能力,是新能源汽车以及多源混合新能源汽车电驱动系统一种较为理想的拓扑方案。然而,拓扑的冗余运行特性也使其故障开关管的诊断较为困难。该文针对共中线开绕组驱动拓扑,在设计其零序电流和中点电位控制算法的基础上,提出一种基于受限单极性运行模式电流特征分析的单开关管开路故障诊断方法。该方法利用电流周期平均值特征实现故障相及"故障开关对"的定位之后,为进一步对开关对中发生开路故障的开关管进行辨识,将故障相所在的逆变桥工作于受限单极性运行模式下,从而使得同一"故障开关对"中两开关管具有不同的开路故障特征,为故障开关管的准确辨识提供了条件。最后,通过实验对所提故障诊断方案的有效性进行了验证。

油田测井装置深井电机地面供电方式的研究

针对油田测井装置的驱动液压泵电机的供电方式进行了研究,比较分析了6种供电方式的优缺点,提出一种最有应用前途的电机供电方式。该供电方式克服了传统的调压器加变压器的油田测井电源方式的诸多缺点,具有体积小、重量轻、电压调节方便、起动电流小、动态响应快和智能化程度高等优点。该电源由多个IGBT功率变换单元组成,经过AC/DC/AC—AC/DC/AC多个电压变换环节,实现从单相AC 110 V低压至双相AC 600～AC 1 200 V中压的变换。

三电平多相H桥变频器支撑电容电流抑制方法

目前对支撑电容电流抑制的研究尚不充分,而电容电流有效抑制可减少支撑电容体积,延长电容寿命,对设备尺寸、可靠性有严格要求的船舶应用场合尤为重要。为此,针对共直流母线三电平五相H桥推进变频器,首先推导载波移相前后推进变频器直流输入电流表达式,并予以理论计算与仿真校核;其次,提出一种可表征不同载波移相角下电流谐波抑制性能评估函数,并得到不同载波移相角下电流谐波抑制性能曲线,结果表明,通过理论计算的载波移相角可实现推进变频器电容电流最优抑制。最后,仿真和试验验证本文所提方法的正确性、有效性。所提方法为在不增加硬件条件下的三电平多相H桥推进变频器支撑电容优化设计提供一种解决思路。

油田测井装置深井电机地面供电方式的研究

针对油田测井装置,对其驱动液压泵电机的供电方式进行了研究,比较分析六种供电方式的优缺点,提出一种最有应用前途的电机供电方式。该供电方式克服了传统的"调压器加变压器"的油田测井电源方案的诸多缺点,具有体积小、重量轻、电压调节方便、起动电流小、动态响应快、智能化程度高等优点。该电源由多个IGBT功率变换单元组成,经过AC/DC/AC-AC/DC/AC多个电压变换环节,实现从单相AC110V低压至双相AC600-AC1200V中压的变换。

一种输出并联双Cuk并网逆变器

提出一种由两个Cuk变换器通过输入串联、输出并联的方式组合而成的单级非隔离双Cuk逆变器。介绍该逆变器的电路结构,并分析其单电源供电时的工作原理。针对输入电容电压的均衡问题,给出两种解决方法,并选择调制波修正法作为最终的实现方法。该文采用带电网电压前馈的并网电流控制策略,实现双Cuk逆变器的单位功率因数并网。试验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压。仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点。

共直流母线并网逆变器并联系统运行方式

为使共直流母线并网逆变器并联系统(GIPS)实现理想无环流运行状态,各并联单元输出的脉宽调制电压波形需要保持一致,也就是各并联单元驱动信号需保持同步。借助并联系统各单元驱动信号的同步约束规律,可容易将被提出的H桥死区消除正弦脉宽调制应用于共直流母线GIPS,从而避免死区效应对并网电流的影响。由数字信号处理器与现场可编程门阵列结合的数字控制系统易于实现所提出的并联运行方式。实验结果验证了所提控制方法的运行特点与有效性,GIPS基本能够实现无环流运行状态并且在整个运行阶段无需设置死区时间。

双PWM变频器一体化协调控制策略研究

在双PWM变频器中,若能实时控制整流侧的输出电流紧紧跟随负载电流,达到快速平衡整流侧和负载侧功率,则中间直流环节的滤波电容储能(或释放)功率将很小,甚至为零,此时可采用极小容量的电容用于滤波,这样不仅减小了系统的体积,而且提高了系统的可靠性以及系统动态响应快速性.对前后两级变换器进行一体化控制,在采用电流前馈控制的基础上,把直流侧电容电流作为内环进行控制,并使电容电流为零,达到了上述控制之目的,仿真和实验结果均验证了所提出的控制策略的正确性和可行性.