一种三电平NPC整流-逆变调速系统的无权重系数模型预测控制策略

针对异步电机三电平中点钳位(Neutral point clamped,NPC)整流–逆变驱动系统的高性能高效控制,搭建了三电平整流–逆变系统的预测与损耗模型,构建了包含中点电压平衡与损耗优化的代价函数,提出了一种基于序列并行结构的无权重系数模型预测控制.策略在传统的序列模型预测控制中引入了直流母线中点电压和变换器开关频率控制,构建了包含多个控制目标的统一代价函数.根据整流–逆变系统在运行中对各控制目标的实际需求,将代价函数中的多个控制目标分为主要和次要控制目标并归类为两个序列优化集,对不同的序列集进行顺序优化.在相同的序列集内部,采用自适应并行寻优来选择最优开关状态,保证了同级序列内各控制目标的同步优化,避免了权重系数的设计.仿真和实验结果验证了该方法具有良好的控制性能和参数鲁棒性,并能有效控制中点电压波动和降低系统损耗.

基于200 kV/15 A逆变型直流高压电源的控制策略

针对传统三相三电平逆变器在较小占空比模式下输出电压纹波较大的不足,提出了一种新的双重控制策略。该策略通过控制直流母线电压大小与逆变器的占空比,从而实现对输出直流电压较大范围内的可控调整。建立200 kV/15 A的逆变型直流高压电源MATLAB/Simulink系统仿真模型,采用上述控制策略,实现了输出电压分别为200 kV和20 kV时,纹波均小于±1%,验证了新型控制策略在输出电压宽范围情况下,输出电压纹波能够满足负载要求。

一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动。提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑。将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行。提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波。对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证。所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点。仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性。

T型三电平变换器的通用PWM平均模型

大规模分布式光伏高渗透率接入配电网,使得系统特性尤其是稳定性、电能质量评估存在不确定性。采用仿真建模手段是分析大规模电力电子装置接入电力系统中影响的关键手段之一。T型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）控制三电平电路是目前分布式中功率光伏逆变器主流方案,目前尚未有针对T型PWM控制三电平电路平均建模的全面报道。该文提出一种基于受控电压源和电流源的通用PWM平均模型。该平均电路结构仅对开关器件平均,保留除此以外的全部感、容、阻及电源,因此与调制及控制方式无关。无论是整流还是逆变模式,T型平均模型输出波形均与T型三电平电路开关模型一致,具有很强的适应性,兼容单相及三相电路。仿真及实验结果表明,所提出的T型平均电路模型,内部及外部电压电流特性,与开关模型几乎等效,不受控制方法和电路模式限制,具有很强的通用性和适应性。

CRH1与CRH2动车组牵引变流器性能比较与优化

动车组牵引变流器的性能是评估动车组安全高效运行的重要指标之一。以CRH1A和CRH2A型动车组牵引变流器为对象,基于Matlab/Simulink仿真软件对两种变流器的性能及其优化进行了研究。根据两种变流器主电路实际设计参数分别建立了各自的仿真模型,比较和分析了相应主电路结构及其对应的控制策略对系统输入输出性能的影响。在此基础上,探究了空间矢量脉宽调制SVPWM控制策略应用在CRH2A型动车组变流器中对改善变流器输入输出特性及动态性能的效果,通过仿真建模初步验证了该结论。仿真结果和数据基本符合预期目标。

基于空间矢量的三电平间接矩阵变换器简化策略研究

针对传统三电平空间矢量脉宽调制的开关矢量作用次序的选取较为复杂、算法的运算量较大等缺点,提出一种运用到三电平间接矩阵变换器上的简化空间矢量调制策略。该方法在整流级采用无零矢量的调制策略,保证输入电压功率因数达到最大。逆变级采用简化扇区的空间矢量调制,使参考电压旋转归一到第一扇区,然后进行参考电压修正和降电平处理。该调制策略与传统调制策略相比,不仅使算法运算量比原来减少,无需预先存储大量数据,还使谐波畸变率比原来降低。通过仿真对简化的空间矢量调制策略进行验证,并且搭建样机平台,用实验的方法对该策略的可行性和正确性进行验证。

电力机车四象限辅助变流器的研制

介绍了以四象限辅助变流器为核心的电力机车辅助系统,阐述了该四象限辅助变流器的主电路结构、技术参数和控制系统的设计,通过实验和装车运行证明此系统运行稳定符合设计要求。

基于Simulink库仿真的单相逆变电源调节器设计

基于Simulink库研究了采用SPWM波控制的单相逆变器双闭环PID调节器的建模与仿真。本系统在Simulink库中模拟产生SPWM波形,并建立了在理想状态下的整流和逆变电路,提出通过电压均值环和电压瞬时环双环控制来对输出电压进行调节。将此建模思想移植到10K模块化单相UPS电源上,控制精度和准度,均能达到预期效果。

一种三相三电平整流器在变频空调中的应用

考虑到满足功率等级以及谐波电流限制等因素,较大功率家用和轻型商业变频空调的前级功率电路逐渐开始采用三相可控整流器。在分析一种由两只三电平单相整流器构成的三相三电平整流器工作原理的基础上,将其应用到变频空调的整流器设计中,采用传统单相PFC的电压外环和电流内环的双环控制和错相控制进行了理论分析和仿真分析,所得结果验证了三相三电平整流器的具有设计容易、单位输入功率因数等优点,没有电感均流和输出均压问题。

永磁牵引电机动车组用大功率辅助变流器

介绍了永磁牵引电机动车组用270 k VA辅助变流器的主电路、技术参数及总体结构设计,重点分析了其四象限整流器及三相逆变器的控制方法。通过试验验证了该辅助变流器的性能,并在实际运用中验证了其能满足永磁牵引电机动车组的运行要求。

HXD3型电力机车交流传动系统仿真分析

针对HXD3型电力机车的主传动和辅助传动系统采用了交流传动技术,通过介绍HXD3型电力机车牵引变流器的工作原理,对HXD3型电力机车的主传动系统进行了仿真分析,仿真结果表明基于交-直-交传动方式的牵引变流器应用于机车时具有良好的牵引特性,功率因数高,且谐波干扰小。

高压整流技术在船舶电力推进系统中的应用

随着船舶电力推进技术的发展,高功率的电子器件使用的范围越来越广。本文主要研究高压整流技术在船舶电力推进系统中的应用。首先阐述功率器件和电压的选择,然后对高压整流输入的控制进行说明,最后利用Matlab进行仿真实验,实验结果表明本文所采用的三电平高压整流技术具有较高的实用性和可行性。

我国兆瓦级交流牵引传动系统的试验研究

本文叙述了我国迄今功率最大的交流传动系统的地面试验结果。作为研制大功率交流传动干线电力机车的基础研究,所进行的试验研究对象包括四象限脉冲整流器、中间直流电路和脉宽调制逆变器,即为交-直-交电压型变流器,同时还研制了适合机车牵引用的电子控制装置。文中阐述了交流传动电力机车的特征、试验系统的方案选择、系统及部件的设计原理,最后给出了系统试验结果,包括1025kW的牵引特性、800kW的再生制动特性以及有关数据。

一种减小四象限级联型变换器母线电容纹波电压的控制方法

在交流电动机调速领域,传统级联型多电平变换器的应用越来越广泛,但是由于无法实现能量回馈,因而应用场合受到限制。通过采用有源PWM整流模块取代不控整流模块可以实现能量回馈,但是由于PWM整流模块输入侧需要滤波电感,导致系统体积和成本增加,限制这种实现方式的实际应用。传统级联型变换器模块的逆变侧采用的是H桥拓扑,导致母线电容纹波电压非常大,需要较大的母线电容,增加了模块的体积和成本。本文提出一种采用输入变压器的付边漏感取代滤波电感的方式,同时提出了一种新颖的控制方式,通过对PWM整流模块控制实现减小母线电容纹波电压,这就样可以减小母线电容,进而降低系统成本,虽然会导致模块PWM整流模块输入电流变差,但是由于存在三相谐波相抵消特性以及通过PWM整流模块的载波移相处理,变压器原边输入电流谐波非常低。理论分析和仿真证明,这种控制方式是可行的。

高压变频器系统分析

介绍一种作者亲自参与研制成功的新型高压变频器,它涵盖了一系列的先进技术,IGBT功率单元串联多电平堆波技术、输入移相多脉冲整流技术、PLC自动控制技术、SPWM脉宽调制技术、热管散热技术等,它具有优异的调速、起动和制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,适用范围广泛,应用前景较好.

DJF_1型动力分散交流传动电动车组用牵引变流器

介绍了采用交—直—交传动的DJF1型(“中原之星”)电动车组IGBT牵引变流器的研制情况,对该变流器的性能特点、电路结构及主要部件作了简要说明,给出了主要的技术参数。

基于DSP的矿用三电平变频器研制

变频器三电平与两电平相比较可以使功率器件所承受的直流母线电压减小1/2,抑制输出电压谐波。使电机温升大幅降低。论述的矿用隔爆兼本质安全型三电平变频器具有结构简单、体积小,调速范围宽,节能显著,维护维修量小的优点。

预测电流控制三电平四象限脉冲整流器的研究

以三电平四象限脉冲整流器为控制对像,分析了预测电流控制方法的原理及其优点,并在Matlab/Simulink环境下建立了三电平脉冲整流器仿真模型。仿真结果表明:该控制方法下的三电平四象限脉冲整流器具有动态响应快及输出电压跌落小等优点。

新型风力发电能量变换联网系统的研究

为了优化并提高风电并网系统的稳定性,本文提出了一种采用多相多级永磁同步发电机-多相矢量控制逆变器-电流型脉冲整流器来实现风力发电并网的新方案。整个系统的控制基于DSP来完成。仿真和相关实验结果验证了该方案的正确性和可行性。

基于新颖整流器的直驱式风力发电改进研究

对比分析了传统直驱式风力发电系统硬件拓扑结构,在对Vienna整流器工作原理进行论述的基础上,对系统整流侧硬件拓扑结构进行了改进,并将其应用于直驱式风力发电系统。运用Matlab/Simulink平台搭建了系统仿真模型,分别在恒定负载和变负载情况下对Vienna整流器进行仿真,并对仿真结果进行了分析研究。最后通过搭建基于Vienna整流器的直驱式风力发电系统平台进行实验,验证了改进后系统的优越性和可行性。