基于叠加原理大功率可编程谐波电压源的研制

针对大容量电力电子装置对测试电压谐波源的要求，本文对大功率可编程电压谐波电压源的拓扑结构和控制方法进行了研究，提出一种采用谐波与基波分离控制的实现方法，给出了系统的拓扑结构，分析了系统的控制原理。仿真和实验结果证明，该方法能有效提高系统容量，实现用小的开关器件得到大功率的电压谐波源输出的设想。该电压谐波源可以模拟各种电压质量问题，以该拓扑结构搭建的实验平台能满足大功率的电力设备对测试用电压谐波源的要求。     

三电平大功率通用变频器的研制

三电平逆变器的拓扑结构成熟,输出电压谐波含量低,所以广泛用于高电压大功率场合。在此,阐述了三电平大功率通用变频器的主回路设计、控制回路构成,以及控制软件编制;给出了一种基于滞环比较的中点电压平衡控制方法,以及该装置在工业现场运行的相关结果。通过对实际输出电压的频谱分析,得出了三电平逆变器输出电压的谐波特性,并概括了其谐波分布的一般规律。现场运行结果表明,该变频器的输出波形良好,性能可满足要求。     

基于内模原理的三相电压源型逆变电源的波形控制技术

恒频恒压(CVCF)交流逆变电源一般用在比较特殊而重要的场合，其输出电压波形质量是衡量其性能的重要方面。该文分析了三相逆变电源输出电压波形控制基于旋转坐标系扰动内模原理方案的可行性，提出了旋转坐标系下基波扰动瞬时值控制内模与谐波扰动重复控制内模结合的方案。仿真和实验验证了该方案可以保证系统有较快的动态响应，稳压精度高，输出电压谐波畸变率小。     

模块化高效隔离可编程序电压源装置设计

针对低压电气设备对电压源测试的需要,实现数字化可控的大功率电压源装置需求,研制一种模块化高效隔离可编程序电压源装置,多组电压源发生单元并联扩容冗余,采用数模转换的方式生成试验波形。通过对所需波形电压幅值、相位数值归一化,经过主控系统进行指令计算,实现电压的幅值、频率、阶跃和渐变等功能。通过理论研究和样机测试,为性能提升提供理论和实验依据。     

指定谐波注入装置控制策略研究

研究了一种指定谐波电流注入装置控制策略,作为模拟谐波源来测试谐波源定位装置的性能.其采用了基于电网电压定向的矢量控制策略,对电压环和电流环进行了有效的调节.从谐波电流给定以及控制方法两方面对谐波注入问题进行了定量的研究.利用坐标变换技术使得谐振控制器的数量减半,节省了CPU的资源.测试不同参数下谐振控制器的性能,选择了最优性能的谐振控制器.仿真和实验结果验证了该调制策略的可行性与有效性,实现了多种指定谐波的组合输出,为谐波源定位方法提供了便利.     

大功率回馈型光伏逆变器测试系统的研究

为验证大功率光伏逆变器的性能及并网安全性,文中提出了一种大功率回馈型光伏逆变器测试平台。该测试平台在实现能量双向流动的同时,解决了大功率设备的网侧谐波和无功污染问题。测试平台主要由光伏模拟源、电源模拟源及一体化监控系统组成。光伏模拟源可模拟光伏阵列的输出特性;电网模拟源可模拟电网正常及故障特性,并能够满足并网设备的零(低)电压穿越。一体化监控系统自动执行预定的试验流程,如效率测试、MPPT测试、电压不平衡测试等。通过实验验证,该测试系统具有较完善的实验功能、优越的性能指标以及较低的功率损耗,能够满足大功率光伏逆变器的测试需求。     

基于圆形变压器的24阶梯波逆变装置

为了改善逆变系统的电气性能,使输出波形逼近正弦,提出一种基于圆形变压器的逆变装置,该逆变装置能通过移相多重叠加的方法合成24阶梯波。阐述该逆变装置的结构特性及工作原理,以数学理论证明该逆变装置确实能够消除大部分23次以下的谐波,并用Ansoft软件搭建该逆变装置的模型,通过仿真波形、频谱分析和THD值的对比分析负载类型、功率因数、三相输入电压的组数对于输出电压波形质量的影响,仿真分析不同气隙对磁路的影响,最后通过实验验证该逆变装置在谐波消除方面的有效性。     

多电平大功率逆变电源的研制

分析了多电平大功率逆变电源的控制原理,提出一种新型的适用于大功率逆变电源的控制方案。该方案将单个功率单元的二重化SPWM技术与功率单元多重叠加技术相结合,可减少开关损耗,改善输出波形,降低输出电压的谐波畸变率;对所研究的控制方法进行了仿真,通过硬件实验进一步验证了控制原理及仿真结果的正确性。     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

用于电能质量分析的模拟电网信号发生器设计

针对现有的电能质量信号发生装置普遍存在的体积大、结构复杂、功能单一、难以实现大功率等缺点,采用电力电子技术和计算机控制技术,设计了一种基于ARM7控制器、主电路用电力电子器件实现的电能质量信号发生器。采用单相交-直-交为主电路结构、正弦脉宽调制（SPWM）为逆变控制策略,并通过闭环控制实现电压的稳定输出。制作了一台单相原理样机进行波形测试,实验结果验证了所采用的控制策略以及软硬件设计的正确性。样机可以按照要求灵活输出电压跌落、电压骤升、电压凹陷、电压中断以及电压谐波等多种电能质量信号波形,具有体积小、结构简单、能实现大功率等特点,可用于实验、教学等场合。     

基于U3988的车载逆变电源的研制

基于数字化的、功能完善的SPWM集成控制芯片U3988,提出了一种车栽逆变电源的设计方案。电源主电路采用全桥逆变式拓扑结构,实现了12V直流输入,220V的交流输出,具有瞬态响应快、稳定性好、输出电压精度高等优点。试验表明,该电源具有良好的性能,能够满足大部分车载设备的用电需求。     

整流型非线性负载下分布式电源控制策略

整流型非线性负载是当前主要的谐波污染源,为了解决其对分布式电源输出波形的影响,提出一种5,7次谐波补偿控制策略.通过抑制主要的5、7次谐波,达到控制分布式电源输出波形的目的.该策略也适用于平衡负载的情况.对提出的控制策略进行了仿真研究和实验验证,结果表明所提出的控制策略效果理想,能够为敏感性负荷提供良好的电力供应.     

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案

分析了采用双极PWM方式的带电流内环的电压控制系统的特性，提出了一种新型的适用于大功率高性能逆变电源的控制方案。该方案将单相全桥逆变器的二重化同步 PWM技术与多环反馈控制方法结合起来，使逆变电源在开关频率不高及频波器参数不大的情况下，输出电压仍然是低谐波含量的高品质正弦波，同时系统具有优异的稳压特性、动态特性、对非线性负载的适应性以及小的电压调制量。该控制方案的有效性已经 在单相30KVA逆变电源实验样机上得到证实。     

电压互感器谐波特性测量用可控谐波电压源的构建

谐波电压源的构建是开展电压互感器(Voltage Transformer,VT)谐波特性测量所需要解决的关键问题之一。为解决电压互感器谐波特性测量中要求谐波电压源容量大、谐波成分丰富且可控等问题,构建了以IGBT单相逆变器为核心的可控谐波电压源。分析了其工作原理、设计了系统参数并分析了控制器特性,仿真验证了所提方案的可行性。以此为基础构建了VT谐波特性测量平台并开展了输出性能测试,其输出结果进一步验证了所提方案的有效性,为VT谐波特性的测量及试验研究奠定了基础。     

一种无电解电容的单级复合LED驱动电路

近年来为了提高LED驱动电路转换效率和减小输出纹波,单级复合型电路得到深入研究与应用。针对辅助绕组支路上串联Buck电路的单级反激LED驱动电路,研究了一种输出电流谐波注入方案,以减小输出电容,使得输出电解为高频容所代。首先,介绍单级复合电路的工作原理,推导输出电压纹波与负载电流的关系,分析脉动电流的相位对电容电压纹波的影响,给出负载电流谐波注入方案的设计依据;其次,给出所述方案的实现方式与电路;最后,研制了一台150 W实验样机,验证方案的可行性与有效性。     

一种改进的并联混合型APF控制系统设计及实现

通过分析并联混合型系统的结构特点,并针对目前控制系统设计中普遍存在的功能设置不完善的问题,提出了一种改进的控制系统设计方案。整个并联混合型APF控制系统基于TMS320F2812DSP设计,并充分利用了F2812在控制方面的优越性能及高速的计算能力,所以可以采用复杂的控制策略来达到提高补偿效果的目的。控制系统在传统的电流检测、直流电压平衡控制、SVPWM控制的基础上增加了电流预测、输出直流分量调节、无差拍控制等控制环节,丰富了控制系统的功能。基于此控制系统的并联混合型APF实验样机已经在现场投运。通过现场运行表明,系统功能完善、控制精度高、动态性好,采用该控制系统的并联混合型APF谐波抑制效果显著。研究成果对于其他类型的电能质量治理设备的开发有一定的借鉴意义。     

三相SPWM逆变器的谐波分析及其抑制策略

对三相电压型SPWM逆变器输出电压和电流谐波及其产生规律进行了讨论,并提出了一种新的易于工程实现的谐波抑制策略,该方法通过正确选择载波频率和在正弦调制波上叠加-个三次波使之成为鞍形波,产生相应的SPWM波形来控制逆变器开关器件的通断从而改善输出波形.数学分析表明有利于降低输出电压THD(波形畸变系数)、改善谐波电流损耗和转矩特性,仿真结果证明了这些措施的有效性和实用性.     

A new control algorithm of active power line conditioner for improving power quality

In this paper, a new control algorithm for active power line conditioner (APLC) is proposed. The proposed APLC contains two power converters, a series power converter and a shunt power converter. The series power converter is operated as a current source, and it has the function of a harmonic isolation to block the harmonic current from the nonlinear load to mains and the harmonic voltage from the mains to load. The shunt power converter is operated as a voltage source to supply a clean and regulated output voltage to the load. Both power converters use the same dc bus. To demonstrate its performance, a prototype is developed and tested. The tested results show that the proposed APLC has the expected performance.     

基于二阶广义积分器的单相并网系统锁相技术的研究

由于电网电压通常受到扰动和谐波的影响,因此在并网变换器的同步应用中,并网电流和电网存在相位差,会对电网产生冲击和污染。实践经验表明基于某种正交信号发生器(QSG)的锁相环(PLL)具有更好的性能。文章采用基于二阶广义积分器(SOGI)的正交信号发生器,并加以改进,在无需使用三角函数的情况下,设计一个简单的控制环将SOGI谐振器中心频率自适应调节为输入频率,并去除PLL模块,构造了新型的锁频环(FLL)结构。仿真结果表明,该方法不仅易于设计和实现,同时其性能优异,频率和相角的检测速度较快,且不含有稳态振荡,验证了方案的可行性和优越性。