串联补偿电压型非接触电能传输变换器的研究

对初次级均采用串联补偿的非接触电能传输(Contactless Electrical Energy Transmission,简称CEET)变换器进行了稳态下的建模和分析。给出其应用中的特性表达式,提供了一种对系统容量、输出电压、以及谐振频率等进行估算的较为精确的方法。在耦合系数以及负载变化时,可以通过控制锁相环,使变换器工作在谐振频率点附近,保持较大的电压传输增益和功率,并且实现开关管的零电压开通,减少损耗。最后,通过实验对分析结果进行了验证。     

采用非接触电流相位互感器的自激式非接触谐振变换器

自激控制方法由于控制方法简单、对系统参数变化响应速度快,在非接触供电系统中存在广阔的应用前景。该文由完全补偿条件下非接触变换器中逆变器电压与副边电流同相的特殊关系,引入转移阻抗的概念,分析并提出适用于串/串补偿非接触谐振变换器的自激控制方法。为在变换器原边实现副边电流相位的检测,保证变参数条件下检测的准确性和快速性,提出测试绕组短路的非接触电流相位互感器。此外,为保证自激控制的准确,对非接触电流相位互感器及控制回路中寄生参数造成的相位延迟进行分析和补偿。最后,制作完成一台60 W的采用非接触电流相位互感器的自激式非接触谐振变换器。实验结果表明,非接触电流相位互感器能够准确检测副边电流相位并反馈至原边,自激控制方法则可以通过检测副边电流过零点控制逆变器开关管,使得变换器在变参数条件下自动工作在电压增益恒定的频率点。设计的动态实验也证明了所述自激控制方法能在一周期内响应变换器参数变化。     

适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC变换器

提出了基于串联谐振、适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC高频变换器,避免了由于传统AC/DC/AC高频变换器中存在直流滤波和调压环节所带来的缺陷,降低了二次回路输出正弦电压的控制难度。介绍了该变换器的电路拓扑结构和工作原理,分析了系统的控制模式,对不同工作模态进行了建模分析,并用仿真和实验结果证明了分析的正确性。     

矩阵变换器输入滤波器和箝位电路设计

矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)是一种新型的AC/AC变频器,其经典拓扑结构基本没有大的变化,而具体参数的设计在很多地方面都值得探讨.本文讨论了MC输入滤波器和箝位电路的设计方法和要求,并提出了输入滤波器的相移补偿方法.仿真和实验波形验证了所述设计原则的正确性.     

基于MATLAB的单相矩阵变换器仿真分析

分析单相矩阵变换器的工作原理和拓扑结构,建立Simulink仿真分析模型.仿真分析结果表明单相矩阵交-交变换器具有输出频率和电压连续可调、输入输出电流较接近正弦波、但输出电压波形存在畸变等特点.单相矩阵变换器具有广阔的应用前景.     

基于矩阵变换器的400Hz单相交流电源

依据三相/单相矩阵变换器(31MC,3-phase to 1-phase matrix converter)拓扑及SPWM控制技术,设计了一台单相400 Hz 4 kVA交流电源。提出了一种门极分时驱动策略,该信号综合了整流开关函数及SPWM信息,具有扇区自动切换,双向开关自然换流功能。该方法无需检测负载电流或双向开关两端电压降的极性,可靠性高,易于实现。文章详细地分析了此交流电源的工作原理,通过仿真和试验验证了方案的正确性。     

谐波注入法矩阵变换器电压传输特性研究

矩阵变换器至今还停留在实验研制阶段的主要原因之一是其电压传输比低,因此提高矩阵变换器电压传输比具有较大的现实意义.提出了一种基于谐波注入法的矩阵变换器控制策略,并对其电压传输特性进行了研究.利用MATLAB对该控制策略进行了仿真及样机实验.实验结果验证了该方法的可行性和有效性,并为矩阵变换器的进一步研究和应用提供了理论依据.     

基于改善电压传输比的矩阵变换器研究

矩阵变换器具有自身的一系列优点,必定会在各行业得到广泛应用.因此,矩阵变换器的研究愈来愈成为热点.首先简单介绍了矩阵变换器的优、缺点,然后分两种情况详细介绍了矩阵变换器电压传输比的国外研究状况.第一种是电压传输比在0.866以下的研究状况;第二种是电压传输比在0.866以上的研究状况,并对电压传输比从变流技术的角度进行了推导,揭示了电压传输比与控制角的内在联系.对国内情况也作了简单的回顾.     

非接触感应电能传输系统可分离变压器特性分析

本文对非接触感应电能传输系统中可分离变压器的特点进行了研究,分析了可分离变压器的磁路和电路,讨论了变压器绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用ANSYS电磁场仿真软件进行定性分析,得出了一些关键设计准则。并在气隙为 4mm和10mm的可分离变压器构成的1kW原理样机进行了实验验证,给出了实验结果。     

基于矩阵变换器的AC/DC变换器

对传统的三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种新型的AC/DC变换器拓扑,并对该电路的工作原理进行了分析,通过在变换器的高频部分加入变压器,既实现了输入和输出的电气隔离,又减小了系统的重量和体积.本文对所采用的基于输入电压的双线电压调制策略机理进行了详细的分析,推导了在该调制策略下的输入电流和输出电压的表达式,说明采用该调制策略能实现三相交流输入侧电流正弦和单位功率因数,输出电压与调制指数之间存在线性的关系.采用MOTOROLA的16位微处理器和CPLD协调控制制作了一台样机,验证了理论和控制方法的正确性和可行性.     

小型非接触式电能传输系统的设计与实现

根据非接触式电能传输系统的实际应用,提出了该类系统的设计原则,并讨论了两种具体实现方案.针对以高频逆变原理为核心的系统构成,分析了其各组成部分的具体设计,给出了实验电路及参数,实现了一套完整的非接触式电能传输系统的样机.在此基础上,对样机进行了性能测试,给出了实验波形和测试数据.结果表明,该样机在气隙为7 mm时,耦合器的耦合系数达到0.415,样机整体效率达到56.7%,这为非接触式电能传输系统实现大气隙、高效率的实际应用提供了实验依据.     

基于Boost电路的新型矩阵变换器研究

在AC/DC/AC矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的中间直流环节上串联一个工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成基于Boost电路的AC/DC/AC矩阵变换器,即BoostMC.利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高MC的电压传输比的目的.同时,引入参考输入电压的概念以对无功功率进行调节,起到对电网的无功补偿作用.推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通工作模式,分析了电路拓扑结构,研究了中间升压电路的控制策略.仿真和样机实验结果验证了该方案的有效性和正确性.     

具有高传输比的矩阵变换器结构研究

矩阵式交-交变频器具有无中间直流环节,可以任意调频,能量双向流动的诸多优点。但目前的矩阵变换器电压传输比多数只能达到0.866,限制了实用化进程。该文设计的泵式矩阵变换器结构,可以任意调节矩阵式变换器的传输比,从机理上解决了矩阵式变换器的传输比低的问题。     

基于矩阵变换器的开关电源及其仿真研究

开关电源由于采用二极管整流,导致输入功率因数低且总谐波畸变率高。将矩阵变换器理论引入到开关电源设计中,对3-Φ1Φ矩阵变换器控制原理进行分析,采用PWM技术合成开关函数,并搭建了仿真模型。仿真结果表明:该电源不仅具有良好的输出特性,而且功率因数可达到1,从而可以预见矩阵变换器在开关电源领域将具有广阔的发展前景。     

一种单位功率因数单相AC/DC变换器的研究

根据传统升压式AC/DC变换器的功率因数校正原理,讨论了两种升压电感置于整流桥前的单相AC/DC变换器,在对其进行仿真分析之后认为,它们的控制原理可以保持不变,其控制电路也可通过适当改进传统单相AC/DC变换器的控制电路而得到,而且因结构紧凑而便于功率集成。最后给予了物理实现,功率达到2kW以上,仿真结果与实验结果验证了理论分析的正确性。     

级联型高压交-交矩阵变换器的仿真研究

本文基于三相鄄单相矩阵变换单元,提出了一种通过级联方式实现高压、大容量交鄄交直接变频的新方案。该方案采用间接变换法对n个基本变换单元分别进行控制,以得到相同频率、不同相位的n级输出电压,然后通过级联的形式叠加,从而实现高压大容量、频率可控的交鄄交直接变频。仿真结果表明,该结构保持了矩阵式变换器功率因数高的特点,并可有效削弱某些低次谐波。     

一种提高矩阵变换器电压传输比的有效途径

给出了一种提高矩阵变换器电压传输比的有效途径。通过非线性调制,矩阵变换器的电压传输比可以提高至1．053。仿真结果表明：在提高电压传输比至0．955,电机的性能满足一般调速要求。     

基于dSPACE的矩阵变换器控制策略实现

在研制传动控制系统的过程中,采用实时仿真法来研制一种新型的控制策略,以降低前期测试技术风险和开发费用.在此,利用dSPACE的快速控制原型(RCP)实时仿真系统,对矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的双电压合成控制策略和滞环电流跟踪控制策略进行了实时仿真,给出了实时仿真波形.在线仿真结果表明,该方法有好的快速性和可靠性,可快速评估系统的可行性.