能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压,电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变.实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网.     

能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压、电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变。实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。     

储能电感电流限定单周期控制单相电流型PWM逆变器研究

为了克服传统单相电流型PWM逆变器存在的储能电感及其电流大、输出电压波形畸变严重的固有缺陷,提出了一种具有储能电感电流限定的单周期非线性控制单相电流型PWM逆变器,储能电感电流在高于和低于限定值两种情况时逆变器分别工作在续流方式和Boost方式。深入分析研究了这种逆变器一个低频输出周期内的八种电路模式、开关状态方程和高频开关工作过程等稳态原理特性,推导出了电压传输比、储能电感电流限定值、储能电感、输入和输出滤波器、功率开关电压和电流应力等主要参数的设计准则。设计并研制成功的1k VA 110VDC/220V50Hz逆变器样机具有单级升压变换、变换效率高、输出波形质量高、储能电感小等优点,证实了所提出研究方案和理论分析的正确性,有效地克服了传统单相电流型PWM逆变器的固有缺陷。     

三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略

研究了三相高功率因数电压型脉宽调制(PWM)整流器的控制策略,提出了建立三相电压型PWM整流器主功率电路小信号模型的方法,设计了电压控制器。详细地分析了三相电压型PWM整流器的高频数学模型,介绍了两相静止坐标系下和两相旋转坐标系下实现高功率因数的控制方法。在旋转坐标下,输入电压、电流是直流量,电流调节器采用PI调节器可实现输入电流无静差地跟踪给定电流,从而实现网侧的单位功率因数。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了电压开环的小信号模型,进而设计了电压外环调节器。实验结果表明,文中控制参数确定方法是正确的,提出的控制策略可以进行三相PWM整流器的工程化设计。     

带输出滤波器的永磁同步电机系统的逆变器最大功率因数研究

为了改善永磁同步电机系统的绝缘性,减小振动与噪声并增大逆变器的输出功率因数,首先推导了带LC输出滤波器的表贴式永磁同步电机系统的最大电流和最大电压限制;然后根据此限制以及电流、电压矢量图推导得到该系统的电机d轴参考电流,实现该系统的逆变器最大功率因数矢量控制;最后给出了整个系统的多回路反馈控制框图。实验结果证明了理论推导的逆变器最大功率因数控制方法能够使逆变器的功率因数达到最大,保证了系统稳定运行,输入给电机正弦电压和电流。     

两种常见电压源型高压变频器的比较

1.引言 随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。近年来,各种高压变频器不断出现,电压源型高压变频器具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高和效率高等优点,应用较为广泛。本文对三电平PWM变频器和单元串联多电平PWM变频器二种应用较为普遍的电压源型高压变频器进行分析比较,指出各自优缺点。 2.三电平PWM电压源型变频器 在PWM电压源型变频器中,当输出电压较高时,为了避免器件串联引起的动态均压问题,同时降低输出谐波和dv/dt,逆变器部分可以采用三电平方式,也称中心点钳位(Neutral Point Clamped:NPC)方式,如图1。逆变部分功率器     

矩阵换流矢量控制方式的实验研究

介绍了矩阵换流器的主回路构成及特点。采用PWM控制将交流电源直接变换成任意的电压、频率输出，在控制输入功率因数时，将输出侧看作电流源，将其电源分配到输入侧，通过改变分配率，就可以控制输入功率因数。实验结果表明，矩阵换流技术与矢量控制相结合，不仅较好地抑制了电源高次谐波，而且在电机调速中，实现了高性能传动，在不同的速度下，转矩具有良好的线性。     

交—交PWM变频器

本文提出了一种按移相法构成的交流—交流PWM直接变频器,其输出频率可达电源频率,控制电路简单。该变频器对感性负载具有电源侧超前的功率因数,有再生功能,输出波形接近正弦,主回路功北只有一次转换,功率器件的开关频率低,损耗小,电压增益达0.83。上述结果已得到实验验证。     

光伏发电系统的发电机有功和无功功率补偿器

光伏发电系统作为分布式电源,它发出的电能通过逆变器输向电网.目前用于分布式系统的大多数逆变器是运行于单位功率因数电流源型逆变器.如果将电压源型逆变器用电流源型逆变器取代,那么光伏发电系统可以在任何时间发出无功功率.根据瞬时功率的理论,逆变器的无功功率可以通过改变其输出电压幅值控制,而有功功率可以通过调整输出电压相位来控制,且有功功率的供给和无功功率的补偿都可以同步进行.当光照强度弱或者光伏模块无法运行时,光伏系统的无功补偿仍然可以用来提高逆变器利用率.     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。     

基于逆变器功率调节的永磁电机无电解电容控制策略

永磁同步电机无电解电容驱动系统具有寿命长和功率密度高的优点。为了提高无电解电容永磁电机驱动系统的功率因数,并减小输入电流谐波,研究一种基于逆变器输出功率调节的无电解电容控制策略。在建立输入电流与负载功率关系基础上,设计基于逆变器输出功率的比例谐振控制器,其输出作为交轴电流给定,实现功率波动量的同步跟踪。同时,直轴电流采用弱磁控制方式且与输入电网电压同步。最后,通过空调实验平台验证了基于逆变器输出功率控制的无电解电容驱动器高功率因数控制算法的有效性。     

矩阵变换器的输入电流控制策略

根据有功功率平衡原理推导出不平衡输入电压下表征矩阵变换器输入电流特性的通用方程,分析表明矩阵变换器的输入电流特性只能通过对输出功率及输入电流偏置角的控制来调节.根据矩阵变换器输入电流特性方程及输入电流控制目标得到3种典型输入电流控制策略.在输出电压平衡正弦的情况下:使矩阵变换器的输入电流矢量与输入电压矢量保持固定的功率因数角(策略1),可得到不平衡且非正弦的输入电流男;使输入电流矢量跟踪输入电压正序分量与负序分量之差的方向(策略2),可得到不平衡但正弦的输入电流;输出电压矢量幅值变化并使输入电流矢量与输入电压正序分量保持固定的功率因数角(策略3),可得到平衡正弦的输入电流,但输出电压不平衡且非正弦.其中,策略1的输入功率因数及输出电压控制能力最强,但输入电流波形质量最差;策略2的输入电流波形质量较好,但输入功率因数和输出电压控制能力有限;策略3得到的输入电流波形质量最好,但输出电压特性最差.通过仿真及实验验证了理论分析的正确性.     

结合五电平逆变和功率前馈的光伏并网系统

针对传统单相光伏并网系统中逆变器输出的并网电流谐波畸变率高、动态响应速度慢的缺点,提出一种主拓扑电路的改进方法,在直流母线与全桥逆变电路之间添加辅助电路,组成五电平全桥逆变器,再配合多载波脉宽调制PWM(pulse width modulation)技术,使逆变器具有五级电压输出,从而降低并网电流的谐波含量。同时在传统的控制方法中引入了功率前馈算法,将光伏电池输出功率作为前馈量加入电流内环,使电流环的给定值含有输入功率的信息,提高了并网电流对输入功率发生变化时的响应速度。仿真实验验证了该文提出方法的有效性。     

三相PWM整流器及其控制策略的现状及展望

三相电压型PWM整流器具有输入电流正弦性好、可获得单位功率因数、能量可实现双向流动等特性,消除了传统意义上的整流电路中存在谐波含量大、功率因数低和能量不能回馈等问题。目前其已被广泛用于改造电网污染和提高电能利用率。首先介绍了三相电压型PWM整流器的拓扑结构,在此基础上对其控制技术做详细论述,重点介绍了4种控制策略:电压定向控制、虚拟磁链定向控制、基于电压的直接功率控制和基于虚拟磁链的直接功率控制,最后对PWM整流器及其控制技术进行展望。     

变频空调PWM整流器设计

三相电压型PWM整流器可实现正弦波输入电流,能在全功率范围达到单位功率因数,是真正的绿色变流器,本文介绍了PWM整流的原理和基于直接功率控制的电压电流双闭环控制器设计方法,最后通过仿真和试验验证了该设计的可行性。     

三相-两相矩阵变换器的双电压合成策略

基于三相-两相矩阵变换器的4端输出拓扑,提出了双电压合成调制策略.该方法利用输入线电压瞬时值进行调制,将输入电压中绝对值最大的相电压作为基准电压,根据输出电压的正负,将输出回路的一端与基准电压相连,另一端相连的3个开关进行PWM调制来获得期望的输出电压和正弦的输入电流.输入功率因数为1时,能获得的最大电压传输比是1.5.进行了Simulink仿真和基于dSPACE平台的实验,结果验证了该策略的正确性和有效性.     

三相电压型PWM逆变器双闭环控制策略研究

提出了一种基于三相电压型PWM逆变器的电压电流双闭环控制方法.通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,引入电压电流双闭环控制方法,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,并用SIMLIMNK建模.仿真结果证明电压电流双闭环控制方法可有效地改善逆变器的动态响应及抗扰能力.     

基于虚拟磁链直接功率控制的四象限级联型多电平逆变器简化结构

传统四象限级联型逆变器由多个四象限电压胞组成,需要大量电量传感器及滤波电感,造成系统体积和成本显著增加。该文提出一种四象限级联型逆变器的新型简化结构,将基于虚拟磁链直接功率控制策略(virtual-flux-linkage direct power control strategy,VF-DPC)的PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,引入虚拟磁链的概念并用于计算瞬时有功和无功功率,无需检测输入变压器二次侧输出电压,省去了交流电压传感器,并避免计算输入电流的微分;通过适当提高变压器感抗以起到滤波作用,从而取代了电压胞输入端滤波电感。所提出的简化结构具有体积小,有效降低传感器数量,抗干扰能力强,能量自由双向传递,输入、输出电流谐波含量较低等优点。仿真和实验结果证明了该新型简化结构及其控制策略的正确性和可行性。     

一种高性能单相电网有源滤波器的设计

设计了一种高性能的单相电网有源滤波器。该有源滤波器主功率回路采用电压源型H桥逆变器,逆变器开关驱动信号为特定消谐PWM开关信号。控制回路采用PI电压跟踪控制,不需实时检测计算负载的无功电流和高次谐波电流,就可以实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。分析了滤波器的补偿特性和各主要单元电路的设计方法,实验结果证明该有源滤波器的有效性。     

单相有源功率因数校正电路的设计与仿真

有源功率因数校正(APFC)技术成为抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用Boost型DC-DC变换器作为功率级,UC3854芯片控制脉冲宽度调制器(PWM)的占空比,并直接驱动MOSFET,使输入电流跟踪输入电压,使输入电流与输入电压接近同相位,以提高功率因数。根据设计目标要求对1.2kW400V平均电流控制的单相Boost型APFC电路的主电路及UC3854外围电路参数进行了设计和计算,使功率因数达到了0.9984,并在Orcad环境下进行仿真研究,取得了理想效果。