基于临界模态的DCM-LCC谐振变换器 的归一化分析与设计

为了研究电感电流断续模态(DCM)下LCC串并联谐振变换器的增益特性,通过谐振回路增益和串并联谐振电容比两个参数,建立了不同工作模态下LCC谐振回路的归一化模型。通过引入能量守恒原理及临界电流模态(CRM),推导了一种基于临界模态的归一化谐振元件参数设计模型。该模型准确简单,简化了谐振参数的设计。根据推导结果得到不同工作模态下的LCC谐振回路的频率-增益特性曲线,便于对谐振回路的输出特性进行预判。最后以一台额定输出6 kW/6 kV的高压电源样机为例,详细给出了参数设计过程并进行实验验证,实验结果验证了所建立的谐振元件的归一化设计模型的准确性。谐振回路的增益特性曲线的计算、仿真及实验结果对应良好,证明了所述的谐振回路的频率-增益特性曲线的有效性。     

电流型LCC谐振变换器EDM电源的研究

电火花加工(EDM)是一个复杂的过程,加工过程要在击穿延迟、火花放电、消电离三种状态间快速变换,因此对EDM电源设计的要求比较高。LCC谐振变换器综合了串、并联谐振变换器的特点,当开关频率大于谐振频率时,表现出恒流源特性,适合于类似 EDM电源负载多变和加工电流恒定的要求。本文分析了LCC谐振变换器的工作原理,在仿真基础上设计了一台峰值电流为20A的 EDM电源原理样机,仿真和实验结果验证了LCC谐振变换器加工电流具有很好的动态特性及电流恒定特性,验证了参数设计的正确性。     

无极灯电子镇流器的频域分析与设计

对电感双磁环耦合无极灯的电路模型进行了研究,分析了无极灯电子镇流器的等效简化电路。基于简化电路,详细探讨了无极灯电子镇流器谐振环的频域特性,以及基于频域特性的谐振环设计思想。并比较了有极灯和无极灯电子镇流器在主要频域特性之间的差别和内在联系,给出了一种能有效地应用于无极灯电子镇流器的频域分析和设计的思路,即指定死区电角度和谐振电流相位角、反推谐振环参数。     

一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法

对于LLC谐振式直流变换器,提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法。在LLC谐振式变换器的设计中,谐振网络参数的设计对于变换器的性能具有重要影响。该文在采用基波分析法对LLC谐振式直流变换器的电压增益特性、零电压开通(zero voltage switching,ZVS)条件、器件应力和谐振网络传输效率进行详细分析的基础上,指出基波近似分析方法不能准确反映谐振变换器电压增益特性的缺点,并提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法,给出其设计过程。基于所提出的方法设计的参数建立一台220 W的样机,实验结果证实了所提出改进型设计方法的正确性和可行性。     

牵引供电方案设计中谐波谐振问题研究

为了评估牵引供电系统的谐波谐振特性,从牵引供电系统设计角度出发,建立牵引供电系统谐波特性仿真模型和牵引负荷谐波发射模型。研究牵引供电方案中外部电源系统短路容量大小和馈线电缆长度变化对牵引供电系统谐振特性的影响规律。在供电方案综合评判中引入谐波谐振特性分析,研究牵引供电方案与牵引负荷谐波特性匹配问题及其对供电质量的影响。研究结果表明,牵引供电设计参数的变化对谐波谐振特性影响显著,通过优化牵引供电方案可以减少甚至避免发生谐波谐振。     

多元件谐振功率变换器的分析

本文以级联式Lc电压输出谐振功率变换器为分析对象,介绍了一种改进的基波分析法,该方法能相对准确地预测出谐振变换器的稳态运行特性,并能利用这些特性对所需要的谐振变换器进行研究和设计。     

LLC型串并联谐振变换器的设计与实现

LLC型串并联谐振变换器具有较高的转换效率,根据电路直流增益特性、谐振部分阻抗特性及软开关实现条件,分析推导了主要参数设计方法。最后,结合ST公司推出的L6599集成芯片的特点给出外围控制电路设计,设计完成样机,测试结果和实验数据证明了设计的可行性。     

高频谐振型直流变压器模块设计与研究

此处针对电力电子变压器(PET)中核心直流变换环节,提出了使用LLC串联谐振变换器作为高压大功率的高频谐振型直流变压器的基本模块,并详细分析了各项设计原则,以实现高功率密度条件下高效稳定地直流功率变换。分析了该高频谐振型直流变压器工作原理及稳态增益的频谱特性。通过简化等效电路推导出了该直流变压器谐振轨迹特性,以指导谐振电容的设计。详细分析和推导了高频变压器的磁芯损耗和绕组损耗及变换器开关损耗的计算方法,并研究了影响直流变压器模块效率的各项因素。最后,研制了一台实验型高频谐振型直流变压器,通过实验结果验证了大功率高频谐振型直流变压器模块设计理论的可行性与正确性。     

无极灯用LCCL谐振变换器特性分析与研究

提出一种适合于无极灯负载特性的LCCL谐振变换器。针对该变换器和无极灯负载,推导出负载变化时谐振回路固有谐振频率表达式,得到不同负载和谐振参数下谐振回路电压增益特性、稳态时最大功率输出条件以及开关管实现零电压开关(ZVS)的临界条件,分析了谐振回路中各参数变化对谐振电路特性和开关管ZVS的影响,在此基础上提出了一种兼顾最大输出功率和开关管ZVS限定条件的谐振参数设计方案。该设计方案保证当电路固有谐振频率发生一定改变时,开关管依然可以实现ZVS,有效地减少了开关损耗。最后设计了一台85W的原理样机,实验结果验证了所提方案是可行的。     

自持移相LCC谐振变换器稳态分析及参数设计

采用单电容滤波器的自持移相LCC谐振变换器能够在全负载范围内实现软开关,但非线性特性显著,增加了分析与设计难度。基于改进基波近似法将高频变压器、副边整流器及输出滤波电容作为一个整体等效为一个复数阻抗的形式,建立了自持移相LCC谐振变换器的等效电路模型。分析了电压增益、谐振电流峰值、软开关区域等稳态特性。指出了输入阻抗角、副边整流关断角和谐振电容比等关键电路参数对变换器稳态特性的影响以及设计原则,并提出一种限定输入阻抗角的参数设计方法。实验结果验证了理论分析及参数设计的正确性。     

大型机组锅炉给水泵采用无换向器电动机驱动的经济性分析

无换向器电动机作为一种新型的调速技术,目前在工业发达国家已广泛地应用于火电厂锅炉送、引风机以及锅炉给水泵的驱动方面,但在国内还没有应用实例。从其应用于国产３００ＭＷ机组锅炉给水泵驱动的经济性分析情况看,无换向器电动机驱动方式的运行经济性是较好的。从长远来讲,随着变频调速技术的不断发展和完善,无换向器电动机相对于传统的给水泵驱动方式的优势将会更明显,因此,在相对于传统的给水泵驱动方式的优势将会更明显     

Microsecond nonlinear model predictive control for DC-DC converters

In this paper, we present a novel nonlinear model predictive control (NMPC) formulation for the transient control of a DC-DC converter. We demonstrate that a real-time implementation of the proposed NMPC scheme using the PANOC solver can be efficiently applied to control DC-DC converters in the microsecond range. Moreover, an embedded, code-generated version of PANOC can be implemented using microcontrollers or digital signal processors. The algorithm is incorporated in the transient simulator of PWM DC-DC converters, and the operation of the simulator on the boost converter's example is presented, comparing the performance of our NMPC-controller with that of a classical PID controller. The operation of the boost converter controlled using the proposed NMPC algorithm is validated experimentally.     

DC/DC开关电容变换器的控制技术

根据DC/DC开关电容变换器目前的最新发展状况,对各种控制技术做了较为深入的探讨和分析,指出采用DC/DC开关电容变换器的软开关技术,不仅可以解决长期困扰变换器的功率和效率问题,而且给DC/DC开关电容变换器带来了崭新的发展。     

新型换流变压器建模及故障计算

新型换流变压器建模和故障计算是新型换流变压器运行特性研究及继电保护、故障诊断的基础。为改进传统变压器数学模型,采用互感消去法建立了消去互感后的新型换流变压器等值电路,并根据等值电路建立了新型换流变压器数学模型。基于所建立的数学模型,采用拓扑描述串和故障等效处理技术来计算新型换流变压器的各种故障。仿真结果验证了所建立的新型换流变压器模型和故障计算结果的正确性和精确性,能用于解决实际工程中新型换流变压器建模及故障计算问题。     

一种新型三相功率因数校正器的研究

以单相Cuk型变换器合成三相功率因数校正电路为研究对象,将三相交流电分成单相A—B、B-C、C—A进行功率因数校正,运用升压型平均电流控制的功率因数校正思想,解决了常规单相Cuk型有源功率因数校正电路直接并联存在的相间耦合问题。分析了主电路结构并进行参数计算,最后通过MATLAB仿真和实验结果验证了理论研究的可行性。     

适用于提高T型三电平储能变流器功率响应特性的模型预测控制算法

模型预测控制(model predictive control,MPC)已经广泛应用于电池储能系统。在传统中点钳位式(neutral point clamped,NPC)三电平储能变流器的每个开关周期内,其输出电压跳变不能超过直流母线电压的一半,该特点将严重影响变流器模型预测控制的功率响应特性。为此,提出一种基于T型三电平储能变流器的模型预测控制算法。在确保变流器输出有功功率、无功功率及中点电位偏差一定的前提下,采用遍历法寻求使变流器开关频率最低时的输出电压矢量,充分发挥T型三电平拓扑输出电压跳变不受限制的优势。采用几何分析法对比T型拓扑与NPC拓扑储能变流器的功率控制特性,分析结果表明,所提模型预测控制算法极大地提高了T型三电平储能变流器的功率控制特性。     

我国高压变频器的发展

介绍了高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术的发展概况,随着电力电子器件和现代控制技术以及计算机技术的发展,高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术都得到了快速发展.在"十一五"期间,对高压大容量电机进行节能改造、建设节约型社会意义重大.要加速对高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术的研发、创新,开发具有自主知识产权的高性能高压变频器,以推动我国高压变频器的发展.     

300MW机组凝结水泵变频改造技术方案及节能分析

为了节能降耗、降低厂用电率,进而提高上网竞争力,对1#,2#机组凝结水泵进行了变频改造.结合高压变频器的工作原理,从多方面详细介绍了凝结水泵变频改造的技术方案,并对凝结水泵改造前后的运行数据进行了对比分析,结果表明,凝结水泵采用变频控制具有良好的经济效益和技术性能.此次成功改造也充分说明,电厂设备采用变频技术具有广阔的...     

Converter Using SiC‐MOSFET for Ultra‐High‐Speed Elevator

In this study, we developed a converter based on SiC (Silicon Carbide)‐MOSFET for use in ultra‐high‐speed elevators, with a reduced volume of 15% compared with the conventional converter. We succeeded in reducing the power loss of the converter unit by 56% compared to the conventional converter in one round trip under high temperature condition. Recently, because of their useful characteristics, wide‐gap semiconductors, such as SiC and GaN, have gained considerable attention for use in various applications in the power electronics systems. Therefore, we studied the use of a converter in elevator systems based on SiC‐MOSFET. We used a 1200 V/800 A SiC‐MOSFET module for the converter unit. We developed a prototype of the converter unit and the control panel by applying for the SiC‐MOSFET module for an ultra‐high‐speed elevator. As a result, the setting area of the control panel (main part) becomes less than 43% of the conventional panel. We tried to demonstrate the working of a 68‐kW elevator by applying the prototype control panel. Because of the characteristic of the switching loss of SiC‐MOSFET, the power loss of the converter unit has almost no dependence on temperature. An energy‐saving effect of approximately 17% was achieved in the total elevator system in one round trip under high‐temperature condition.