基于18相风力发电系统的环流抑制策略研究

多相电机具有转矩大、转矩脉动低以及容错性高的特点,尤为适用于风力发电系统这种低速大功率程度应用场合。文中提出一种基于18相直驱永磁同步发电机的风力发电系统,该系统由18相风力发电电机、三相桥式不控整流器、并联隔离型DC/DC变流器和模块化多电平变流器构成。针对并联隔离型DC/DC变流器之间易产生环流的问题,文中通过理论推导得出环流的计算公式,采用转速外环、电流内环的MPPT控制得到并联隔离型DC/DC变流器的参考导通比分量。将环流控制器以及电容电压反馈控制器输出叠加作为隔离型DC/DC变流器导通比的叠加分量,参考导通比分量和导通比的叠加分量得到隔离型DC/DC变流器的调制信号,通过对变流器开关器件的导通情况进行调节从而实现环流抑制。最后通过MATLAB/Simulink仿真结果验证了所提环流抑制策略的有效性。

基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器

针对大量使用的三相不可控整流桥,提出了一种新型的基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器,该滤波器串联在整流桥和谐波源负载之间,只需要工作在电压电流2个象限,仅处理部分功率,不需要进行复杂的谐波检测计算,通过简单的控制即可实现对谐波电压和无功的同时补偿。文中详细分析了该滤波器的工作原理,通过理论推导,建立了单周控制实现方程。理论分析和仿真结果表明,该单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器谐波电流跟踪效果好、动态性能优良,能有效补偿整流桥非线性谐波源。

电力电子非线性负载数字化实现方法

针对电力电子负载模拟非线性负载算法中存在的计算繁琐、准确度不高的问题,提出一种数字化实现方法。该方法是依据三相不控整流桥输入电压瞬时值与直流侧电压的数学关系以及二极管的导通条件,获得其七个工作阶段的判定条件,再利用后向差分法数字求解不同工作阶段的电路微分方程。得到三相不控整流桥的输入电流,作为负载模拟变换器电流环的控制指令信号,并在αβ坐标系下采用比例谐振控制器跟踪交流参考电流。仿真及实验结果表明了所提出的方法具有计算简洁,准确度高,响应迅速等特点。

盘式永磁同步发电机的设计及输出特性分析

盘式永磁同步发电机以其特殊的结构,优越的性能特点被广泛地应用于小型垂直轴风力发电系统中。介绍了盘式永磁同步发电机的结构及工作原理,初步设计了一台300 W的无铁心盘式永磁同步发电机,利用Maxwell软件建立电机与负载电路联合仿真模型,并对其进行静态与瞬态仿真,研究空载与负载状态下的电机性能,探讨电机经三相不可控整流桥接直流负载时的性能变化,为下一步优化设计方案提供了理论基础。

三相四桥臂不控整流器的研究

根据三相三桥臂不控整流器开关模型的工作原理和二极管导通基本条件,对三相四桥臂对3次谐波含量较高的交流电压源不控整流的工作原理进行了理论分析和定量计算,得出了中性点桥臂导通的条件和对直流输出电压的最大提升率。运用Matlab/Simulink软件搭建了三相四桥臂不控整流开关模型进行仿真验证,并以JFZ2517型车载充电发电机为研究样机,搭建了实验平台进行实验验证。仿真和实验验证了理论分析和计算的正确性,对三相四桥臂不控整流器的进一步推广应用具有指导意义。

电动汽车永磁同步电机不可控发电分析与系统优化

采用弱磁控制方法使电动汽车永磁同步电机高速运行时,若过压、过流等故障发生,控制器迅速发出关断晶体管的控制信号,此时,由于电机高转速产生的等效电动势高于电池电压,电流通过逆变器中的6个续流二极管所构成的不可控整流桥流入电池,导致电机驱动系统处于不可控发电运行状态。首先,建立了系统的数学模型;然后,通过理论分析将不可控发电过程分为晶体管关断、二极管续流以及导通、稳态不可控发电3个阶段,并得到了晶体管与二极管在不可控发电瞬间的开通关断规律;分析中发现,稳态不可控发电过程具有电流大、时间较长的缺点,故提出了基于模糊控制的系统优化保护策略,从而减小该过程造成的危害;最后,通过仿真和实验深入研究了不可控发电过程,验证了优化策略的有效性。

二极管整流输入电流不平衡放大效应分析

由于二极管整流存在输入电流不平衡放大效应,使得滤波器设计困难。为了更加准确地指导滤波器参数优化设计,文章给出一种数学分析方法来呈现这种电流不平衡放大效应,其建立在开关函数以及等效模型的基础上,运用对称分量法进行推导。在忽略网侧换相重叠的情况下,通过建立电流不平衡度与电压不平衡度之间的数学关系,揭示了LC滤波器谐振频率大小直接影响该放大效应的现象。Matlab/Simulink仿真结果验证了文中结论和分析方法的正确性和有效性。

峰值电流控制提高三相整流功率因数的方法

在对大电容滤波的三相不控整流电路仿真研究的基础上,指出了该电路存在的工程应用局限性。在分析电流谐波畸变与功率因数之间的理论关系的基础上,提出了一种峰值电流控制提高三相不控桥式整流电路功率因数的方法,并进行了试验验证,证明其在提高功率因数的同时,有效地降低了滤波电感的体积及重量,实现三相整流滤波电路的小型化设计,具有一定的工程应用价值。