电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。

高性能铝熔炼用电磁搅拌器电源的研究

电磁搅拌器具有搅拌充分、操作简单、效率高等优点,目前在冶金行业应用广泛。为了使设备达到节能、降耗的效果,提出了一种新型的双PWM电磁搅拌器电源拓扑,并给出了PWM整流器和逆变器相应的控制策略。针对逆变侧负载不平衡带来的直流母线电压波动,在已有控制策略的基础上,分析了直流电压波动的原因,并提出了一种PI并联准谐振控制器(PR)的PIR控制策略,能较好地减小直流母线电压波动。最后,仿真和实验验证了所提出控制策略的正确性。

储能有轨电车新型充电系统研究

储能有轨电车以其无需架设外部供电网,零尾气排放等优点受到普遍关注,其储能单元由充电速度快、充放电效率高的超级电容组成。普通DC/DC充电系统充电电流纹波大,对电网产生污染,影响充电系统性能。提出一种基于三相脉宽调制(PWM)整流器加两级级联型三相三重斩波电路构成的储能有轨电车新型充电系统。该充电系统在提高充电电压范围、扩充占空比的同时,减少了充电电流纹波,避免了对电网的污染。为验证该系统,搭建了1 500 kW样机,实验结果证明了该系统的可行性及控制的有效性。

电气化铁路用单相链式STATCOM控制平台研制

首先建立了单相链式静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,提出了一种链式结构的总体控制策略,实现无功功率补偿及链节悬浮电容电压的平衡控制,并在此基础上详细分析了单相链式STATCOM的硬件控制平台架构及具体的实现方式,最后通过实验验证了控制平台设计的正确性及所提控制策略的有效性。

高精度大电流电容器纹波测试专用高频电源

电容器在电力电子电路中起着滤波、储能等作用,是电力电子电路中必不可少的器件,也是电力电子设备可靠性的重要保证。因此,对电容器的性能进行测试非常重要。根据电容器的纹波测试要求,设计了一种以Buck斩波电路和单相逆变器构成的调压调频电容测试主电路,采用了3个单相逆变器并联实现大电流输出,给出了梯形电流波形计算方法,提出了一种改进高频电流采样的有效值计算方法,并基于FPGA实现了高频脉宽调制(PWM)发波及采样中断信号产生。实验研究所搭建的测试平台最大输出电流可达500 A,频率范围10~20 kHz,具有大电流、高精度、高频及低损耗的特点,基于该测试平台,验证了所提方法的有效性及正确性。

宽频率范围的电容器测试专用高频电源

电力电容器在电力系统中改善功率因数、提高电力输送容量、稳定电压等方面起着非常重要的作用,为保证电容器的质量,对其进行合理有效的测试也尤为重要。根据电容器测试要求,构建了一种以单相桥式逆变器调频、以Buck斩波器调幅的电路拓扑,设计了不同谐振点的滤波参数,提出了以特定谐波消除法降低谐波含量及死区补偿的方法,并基于FPGA实现了全频率段的实时PWM发波。所建立的硬件测试平台输出电压在100~5 000 Hz的宽频率范围内频率可调、幅值可设,同时,具有输出电压畸变率低、谐波特性好的特点。基于此平台,验证了所提出方法的可行性和有效性。