一种高频链的IMC五桥臂逆变器

提出了一种用于双电机传动系统的高频链(HFL)间接矩阵变换器(IMC)五桥臂逆变器拓扑,解决了传统IMC五桥臂逆变器电压传输比低的问题,同时具有功率密度高、传输损耗低、能够实现输入输出级电气隔离的优点。提出了用于HFL IMC五桥臂逆变器的半周期双极性空间矢量调制策略和双逆变器输出的分层控制策略,实现了零电流换流的同时,扩大了变换器的应用范围。实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。

高频并网光伏逆变器的主电路拓扑技术

近年来,用于可再生能源发电的高频并网逆变技术在电力电子与控制技术领域已成为研究热点。在此总结了目前常用的单相高频并网光伏逆变器的各种主电路拓扑结构,并按电路拓扑进行分类,对每一种拓扑进行了分析研究。通过对其工作原理的描述,比较了各种电路拓扑的性能特点及在应用中存在的优缺点,指出了高频并网逆变器的应用发展方向和与国外技术存在的差距。

单相高频链矩阵逆变器解结耦SPWM策略及实现

单相高频链矩阵式逆变器由直流输入侧单向开关H桥逆变器、高频变压器和交流输出侧矩阵变换器三部分构成。针对矩阵式变换器如何实现阻感性负载安全换流的关键问题,结合研究对象拓扑结构的特点,运用解结耦分析思想,提出一种新的解结耦SPWM调制策略。文中阐述了该方案协调工作的控制原则,设计了相应的开关组合逻辑,详细分析了SPWM高频开关工作周期内电路的工作模态,总结了其切换规律,进行了相关的软件仿真和实验验证。研究结果表明,该策略可较为有效地解决高频链矩阵式逆变器的阻感性负载换流问题,且可以实现软开关动作。

三相四桥臂电压源高频链逆变器

三相四桥臂高频链逆变器直流输入和交流输出之间采用高频变压器隔离变换,具有体积小、重量轻的优点;同时它还可以给三相不平衡负载供电。研究了一种单向全桥逆变电路,电路由DC/DC和DC/AC两部分构成,功率由直流侧向交流侧单向流动。通过同步控制,可以实现DC/DC部分的功率管的软开关工作方式。通过空间矢量控制方法,可以提高直流母线电压利用率。采用全数字化控制电路构建了一台1KW样机,给出了样机的参数。文章最后给出了实验结果。

串联谐振高频链逆变电源数学模型分析

首先从串联谐振高频链逆变电源的工作原理及相应的控制策略出发,得到各谐振模式下的状态方程;通过整合谐振模式控制信号、象限判断信号及谐振电流极性判别信号,得到所有谐振模式统一的状态方程;利用谐振槽等效的方法,进一步简化系统的数学模型,得到逆变器的降阶状态方程;在此基础上,文章利用Matlab软件分析和比较了原逆变电源和降阶等效系统的在随机控制信号及阶跃信号下的响应,验证了等效模型的正确性;同时还将基于降阶系统构建的控制器应用于实验样机,其优良的负载突变响应也验证了等效模型的正确性。

基于Delta算子的谐振控制器实现高频链逆变器波形控制

针对交流系统瞬态反馈时PI控制不能够实现无静差输出,本文提出了一种基于Delta算子的比例谐振控制器的新型数字实现方法,并利用博德图深入讨论了谐振控制各参数对系统性能的影响。与基于移位算子q的z变换数字实现方法相比,在快速采样情形下离散模型更能趋近于连续模型,避免了z变换引起的数值不稳定等问题,保证了标准的正弦输出。为了获得高性能的动态特性,本文构建了比例谐振控制电压外环和比例控制电流内环的双闭环数字控制,进行了详细的理论分析和数学推导。仿真与实验结果证明了理论分析的可行性,实现了良好的波形控制效果。

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

提出并深入研究了高频脉冲交流环节逆变器电路拓扑族及其双极性移相控制策略。借助周波变换器换流重叠和输出滤波电感电流极性选择 ,该双极性移相控制策略实现了变压器漏感能量和滤波电感电流的自然换流 ,解决了这类逆变器固有的电压过冲和换流重叠期间周波变换的环流现象 ,实现了逆变桥功率器件的ZVS开关和周波变换器功率器件的ZCS开关。

新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统

为解决传统多负载感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统存在的问题,提出一种新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统。该新型ICPT系统主要采用可变拓扑的高频逆变器,通过检测负载信息,系统可根据任一时刻供电负载的数量,自动改变逆变器工作结构,只让需要供电的负载所对应的原边线圈处于工作状态,从而基于"点对点"模式实现负载高效无线供电。仿真与实验验证了该新型多负载变拓扑感应耦合电能传输系统的可行性,对桌面多负载无线供电领域的设计与应用有着广泛的应用指导意义。

全桥双向电流高频链逆变器

提出了一种新颖的全桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构，并详细阐述了工作原理、控制方案和设计方法。２５０ＶＡ／５０Ｈｚ输出、５０ｋＨｚ开关频率的实验结果表明该逆变器具有以下优点：双向功率传输、拓扑结构简单、使用器件少、控制方案简单、效率高、可靠性高以及良好的动态响应。

组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

该文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM 电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。这类组合式三相逆变器,由3 个完全相同的单相逆变器模块构成。设计并研制成功的3kVA 27VDC/200V400HzAC 组合式三相高频脉冲直流环节逆变器,具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等综合性能。

串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法

提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构,详细介绍了其工作原理。结合该逆变器的控制难点,采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式,并给出了谐振槽的参数确定方法。在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW实验样机上进行实验,实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。同时通过周波变换器结构的变形,构成了各具特色的拓扑簇。

组合式正弦波高频链逆变器

提出一种新型的组合式正弦波高频链逆变器,与传统高频链或带Boost升压环节的DC/AC逆变器相比,在成本不增加的前提下,提高了效率。文中给出了详细的理论分析并做出了相应的比较。4kW、165V直流输入,220V交流输出的样机实验证实了所提方案的优越性。

一种新颖的软开关组合式高频环节逆变器的研究

将恒频移相LCC谐振电路与SPWM控制技术有机结合,提出了一种新颖的软开关高频环节单相逆变电路。详细分析了它的工作原理、控制方法及稳态特性,并利用MATLAB仿真软件绘制了一组稳态特性曲线,该曲线有利于电路参数优化。针对阻性和感性负载分别进行了实验,结果证明整个电路都实现了软开关,减小了开关损耗,提高了电路效率。

光伏系统单相高频链正弦波逆变器的拓扑研究

归纳与分类了近年提出的多种应用于可再生能源以及光伏发电系统的单相高频链正弦波逆变器拓扑结构,概括与讨论了各种变换器拓扑的优点、缺点,总结了DC/AC逆变器应用于光伏发电系统所面临的技术要求、挑战以及有可能采用的新技术,为研究、开发下一代高性能DC/AC逆变器提供了技术参考。

基于FPGA的高频链逆变器控制电路的设计

高频链技术使逆变器中变压器趋向于小型、无噪声化,但增加了控制电路的设计难度。因此,针对移相PWM控制高频链周波变换型逆变器设计了一套基于现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)的控制电路。详细介绍了逆变器的工作原理和控制电路的设计方法,其中控制电路带有电压反馈闭环,具有故障检测保护和参数显示功能。控制波形的生成、保护电路和显示译码电路全部集成于FPGA内部,大大降低了电路复杂程度。实验结果表明,电路运行稳定,适于实际应用。

新型电流源高频链逆变电路及其并网控制

提出一种新型电流源高频链逆变电路,该电路适用于小型光伏并网发电系统,主要由Buck-Boost直流变换环节和电流源高频链逆变环节组成。电路工作在电流断续模式,直流环节控制光伏电池输出功率,完成最大功率点跟踪,逆变环节对逆变器输出能量进行逆变,得到与电网电压同步的正弦电流。基于对逆变环节输入电压的实时检测,实现光伏电池输出功率和逆变器输出功率的解耦控制。该电路结构简单、效率高,利于光伏组件的模块化。设计并实现了一台110W的原理样机,实验结果充分证明了所提逆变电路及其控制方法的正确性和有效性。

一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器

提出一种新型的用于光伏发电的高频逆变电路,该电路适用于小型光伏并网发电系统,由Buck-Boost变换器和电流源高频链逆变器构成。Buck-Boost变换器工作在电感电流断续模式,由它来实现光伏模块的最大功率点跟踪;高频链逆变器对Buck-Boost变换器输出的能量进行逆变,得到与电网电压同步的电流。该电路结构简单、效率高,光伏模块的最大功率点不受负载变化的影响。该方案通过了实验验证。

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种新型的适用于低压输入的实现隔离DC/AC变换的结构拓扑——推挽式单级推挽电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,给出了参数设计及器件选择准则。研制的48VDC输入220V/50Hz输出500VA的实验样机证明了该电路的可行性,并表明了该电路具有结构简洁、可靠性高、电气性能优及效率较高的特点,是低压输入逆变器的一种理想拓扑。

三相高频链矩阵式逆变器的HPWM调制策略原理与实现

安全换流是制约矩阵式变换器实用化的关键问题,高频链与矩阵变换器相结合时,高频变压器环节更为换流增添了复杂因素。本文就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,针对电路拓扑的结构特点,运用解结耦思路以常规逆变器的角度分析和控制矩阵变换器,提出一种新型无谐振的混合脉宽调制策略,构建了核心的调制组合逻辑,详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。运用该调制策略可以在没有任何辅助检测环节的条件下有效解决双向开关固有的换流问题,且能实现开关零电压或零电流动作。仿真和实验一致验证了所提出的调制方案和所设计的实现逻辑是可行与实用的。

差动Boost直流变换器型高频环节逆变器

提出并深入研究差动Boost直流变换器型高频环节逆变器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则,并给出原理实验结果。这类逆变器是由2个相同的、输出反相低频正弦脉动直流电压的高频电气隔离双向功率流Boost直流变换器以差动电路构成。研究结果表明,这类逆变器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、双向功率流、输入电流纹波小、负载短路时可靠性高、输出容量大等优点,拓宽和丰富了电力电子学高频环节逆变技术理论。