三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。     

CRH2型动车组谐波电流分析及仿真

本文针对CRH2型动车组,分析了三电平四象限变流器的工作机理,并研究了其电流控制及中点电位平衡控制策略。基于双边傅立叶变换方法,给出了功率和网压已知时,四象限变流器二重化运行时的电流基波及谐波表达式,分析了谐波电流的分布规律,并且讨论了中点电位不平衡时对交流电流谐波的影响。采用Matlab／Simulink软件编制了CRH2型动车组的谐波电流仿真程序,研究比较了不同牵引、制动功率及牵引网网压条件下动车组注入牵引网的谐波电流。     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法,实验结果表明,该方法有效的降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。     

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法。实验结果表明,该方法有效地降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。     

基于背靠背变流器的并网控制研究

基于背靠背结构的变流器可实现直流电压可控,网侧电流正弦化,具有能够实现能量的双向流动、有功和无功功率可控制等优点,得到了越来越多的应用与研究。文章以背靠背变流器为研究对象,分析其工作原理,针对并网控制进行了研究,采用矢量控制和SVPWM调制方法,实现两端交流系统功率的相互交换,搭建了仿真模型,通过仿真验证了控制方法的正确性和有效性。     

电流检测HEXFET在电流控制型开关电源中的应用研究

经济、实用的电流检测方法是电流控制型开关电源的关键，本文探讨ＨＥＸＦＥＴ在电流控制型开关电源中的应用，比传统的串联电阻器法，变流器法有明显的优点，并给出了实验电路。     

用于风力发电系统的大功率IGBT短路保护的研究

现代化的兆瓦级变流器广泛用于机车牵引、新能源发电等场合,大多数兆瓦级变流器均采用IGBT作为功率器件。本文对风力发电系统中所使用的新型低导通压降、大电流的沟道场截止型IGBT的短路特性进行了详细分析,指出了短路故障发生后IGBT失效的原因。介绍了一种有源闭环的保护方法,并通过实验证明了其有效性。     

一种单相光伏系统并网策略研究

提出了一种单相光伏并网系统控制策略,通DC/DC电路对变流器母线稳压,在并网端变流器中采用瞬时电流控制和以输出电流最大为目标的扰动观测改进算法。该控制策略避免了传统变流器电压外环调节速度慢的不足,同时对于最大功率点跟踪不依赖光伏电池输出特性检测。本策略具有MPPT跟踪速率快,成本低,并网电流畸变小等特点,通过实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

基于电流无差拍控制的级联型SVG研究

将级联型变流器应用于无功补偿装置是实现大容量无功补偿的重要途径。文中介绍了级联型静止无功发生器的基本原理和结构,讨论了适用于级联型逆变器的基于瞬时无功理论的新型指令电流计算和无差拍电流跟踪控制工作原理,用无差拍电流控制取代传统PI控制应用在级联型静止无功发生器中,解决了PI控制数学模型复杂,参数难以确定的问题。最终通过Matlab仿真验证设计可行性。     

400 MW SMES power conditioning system development and simulation

A conceptual design for a 22 MWh superconducting magnetic energy storage (SMES) system engineering test model (ETM) was developed. The objectives of the SMES-ETM are to demonstrate the feasibility of using a SMES system to perform load-leveling and system stabilization for commercial utilities and to supply 400 MW power pulses for ground-based defense systems. The performance requirements and configuration of the proposed 22 MWh SMES-ETM and its power conditioning system are presented. The power conditioning system consists of a DC-DC chopper linked to a GTO-based voltage source converter interfacing the superconducting energy storage coil to the AC power system. The SMES system operation in the charging and discharging modes is described and the results of digital simulations demonstrating the feasibility of the proposed power conditioning system and exploring its overall behavior under normal and fault conditions are prevented     

Modular based design for a small to medium scale toroidal type SMES

A small to medium scale SMES (superconducting magnetic energy storage) is one of the most attractive devices as a controller in electric power systems. This paper proposes one design strategy for a small to medium scale toroidal type SMES based on the idea of a modular structure of a superconducting toroidal coil and a power conditioning system. The idea of the modular structure, an example of design of SMES using the proposed idea, and characteristics of the designed system are presented. The power conditioning system using a voltage-source type ac/dc converter circuit and a chopper circuit is presented for this structure     

Utilization of the series resonant DC link converter as aconditioning system for SMES

A superconductive magnetic energy storage (SMES) system utilizing a high-frequency series resonant DC link power converter of high efficiency as the conditioning converter is presented. This system generates a high-frequency (20 kHz or more) resonant current in a series link and switching is done at zero-current instants, reducing switching losses to a minimal value. Through the utilization of an adequate control strategy, the input power factor can be fully adjusted during the charging, storing, and discharging modes of the SMES, improving the overall system efficiency. Different semiconductor devices are used as the switching losses are established for each case. Experimental results from a monophase and three-phase system verified the results obtained from digital simulation     

航天电子设备二次电源输入保护电路设计

针对航天电子设备在特殊工作环境下的电源电路设计要求的特殊性,分析了其供电环境和电源变换器的工作原理,提出了采用集成DC/DC变换器时外围保护电路设计的一般原则,结合工程实践给出了常用星载电子设备和火箭(导弹)载电子设备电源保护电路方案,并对保护电路设计参数提出控制指标的建议.     

嵌入式微控制器片内A/D转换器的应用研究

介绍了微控制器片内A/D转换器的结构特点,深入分析了模拟输入信号源内阻对采样过程的影响、模拟输入信号源的大小与极性是否符合A/D转换器对输入信号的要求以及工作电源变化对转换精度的影响等方面问题,并提出解决方法.     

单相电压源变换器减少开关次数调制算法的研究

作为基本的电力电子变换器,单相全桥结构两电平电压源变换器包括单相电压源逆变器、单相并网逆变器、单相电压源整流器和单相有源电力滤波器,具有广泛的应用场合。鉴于单相电压源变换器具有多解性,可以寻找一种减少开关次数的调制算法,以便降低开关损耗。本文根据三相电压源全桥结构两电平电压源变换器的最小开关次数调制算法,设计了一种适合单相全桥结构两电平电压源变换器的最少开关次数的调制算法,在理论分析的基础上,采用MATLAB/SIMULINK进行了仿真验证。     

Transient modeling and simulation of a SMES coil and the powerelectronics interface

This paper presents the modeling and simulation results of a superconducting magnetic energy storage (SMES) system for power transmission applications. This is the largest SMES coil ever built for power utility applications and has the following unique design characteristics: 50 MW (96 MW peak), 100 MJ, 24 kV dc interface. As a consequence of the high-power and high-voltage interface, special care needs to be taken with overvoltages that can stress the insulation of the SMES coil, especially in its cryogenic operating environment. The transient overvoltages impressed on the SMES coil are the focus of this investigation. Suppression methods were also studied to minimize transients. The simulation is based on detailed coil and multiphase gate turn-off (GTO)-based chopper models. The study was performed to assist in the design of the SMES coil insulation, transient protection, and the power electronics specification and interface requirements     

MPC在大功率交流牵引中的应用

目前由交-直-交电压型功率变换器和异步牵引电动机所构成的交流传动系统，已成为世界电力机车、电动车组和城轨车辆电传动技术的主流，而交流传动的核心单元是牵引变换器。本文对原ADtranz公司所设计的模块化功率变换器-MPC的技术特征进行了归纳和分析，最后指出随着电力电子技术和微处理器技术的发展，模块化及分布式控制系统已经成为功率变换器的发展趋势。     

MPC在大功率交流牵引中的应用

目前由交-直-交电压型功率变换器和异步牵引电动机所构成的交流传动系统，已成为世界电力机车、电动车组和城轨车辆电传动技术的主流，而交流传动的核心单元是牵引变换器。本文对原ADtranz公司所设计的模块化功率变换器-MPC的技术特征进行了归纳和分析，最后指出随着电力电子技术和微处理器技术的发展，模块化及分布式控制系统已经成为功率变换器的发展趋势。     

一种基于VFM直流升压型开关变换器设计

开关电源具有体积小、效率高等一系列优点,在各类电子产品中得到广泛的应用。文章首先从系统的角度,阐述了用内带限流保护的可变频调制工作模式,来实现升压型DC-DC电源转换器的原理。同时给出了一种基于变频模式开关电源变换器的设计过程,最后基于Hspice电路模拟软件对设计进行仿真,并通过CMOS工艺流片验证,该开关变换器电路达到了预期的设计指标。采用这种设计模式的DC-DC变换器具有功耗低、转换效率高的特点,电路工作电压范围为1V-5V,输出电压为1．5V-5V可调,步距为0．1V,可用于一般的电池供电设备,最终实现了一种基于VFM的高效非隔离式直流升压电源的电路设计。