抑制谐波反激AC/AC变换器

研究了一种反激AC/AC变换器,提出了抑制谐波的控制方案,通过开环方式对变换器的占空比进行实时调节.与现有的使用恒定占空比控制斩波器相比,完全消除了交流输入电压中各次谐波;能使变换器将不稳定的劣质交流电变换成同频率的优质正弦交流电,显著提高了变换器对输入电压波形畸变的适应性.详细介绍了电路的工作及控制原理,分析并推导了...     

级联式Buck-Boost AC／AC变换器

详细分析了Buck型和Boost型AC/AC变换器的工作原理及其控制方法,在此基础上提出了一种新型级联式Buck-Boost AC/AC变换器及其三模式控制策略.三模式控制策略是比较输入电压与基准输出电压的大小,使得变换器只有3种工作模式:Buck模式、Boost模式和滤波模式.该电路虽然由Buck型和Boost型AC/AC变换器2级变换器级联而成,并采用2级占空比调制,但实际上最多只存在一级功率变换,具有控制简单、变换效率高、开关管电压应力低等优点.仿真结果证明了级联式Buck-Boost AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的正确性.     

采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器

高压大功率变换场合下,传统三电平AC/AC变换器需要同时控制输出电压和飞跨电容电压,使得控制电路相对复杂,且输出电压和负载范围受到限制。为此提出了一种采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器,其飞跨电容电压由辅助变压器直接供给,无需通过其他控制电路进行调节。该变换器只有输出电压1个控制对象,其控制简单、易于实现,可全占空比满幅调节输出电压,且辅助变压器的容量很小,只需略大于飞跨电容的无功负载。详细分析了电路工作原理,并研制了原理样机。实验结果表明,采用简单的控制电路就可实现三电平AC/AC变换器的全占空比满幅调节。     

两种移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器比较研究

新颖的全桥式高频环节AC/AC变换器,由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成,包括全桥全波式和全桥桥式拓扑.对双极性、单极性移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器的控制策略、原理特性、关键电路参数设计准则和原理试验等进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论.相对于双极性移相控制AC/AC变换器,单极性移相控制AC/AC变换器获得了更优的综合性能.移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器,为实现新型的、中大容量的正弦交流稳压器、电子变压器和交流调压器奠定了关键技术基础.     

基于AC/AC变换器的PWM谐波抑制技术研究与实现

文中提出一种新型PWM谐波抑制技术,用来抑制交流电网中存在的低次谐波。该技术基于BUCK-AC/AC变换器,通过实时改变PWM占空比来实现对谐波的抑制;可由输入电压信号直接取得调制函数,不需要计算各次谐波的具体值,简化可控制策略,具有较好的动态响应性能和实践性;详细分析了斩波器工作及PWM谐波抑制技术原理并给出了详细的实现方案;制作了10 k VA试验样机,实验结果表明该技术可以较好地抑制交流侧低次谐波。     

基于柔性变电站的双向DC/AC变换器关键控制技术综述

基于交直流混合配电技术的柔性变电站是未来配电网发展的一大趋势,柔性变电站因其具备中/低压、交/直流多端接口、具有潮流柔性管控、多形态能源接入、故障限流和隔离等多种功能而受到广泛关注.双向DC/AC变换器是柔性变电站的重要组成部分,可实现低压交直流端口间能量的双向流动.为使双向DC/AC变换器在柔性变电站环境中安全可靠运行,研究双向DC/AC变换器控制策略成为迫切的需求.以张北交直流配电网及柔性变电站示范工程为实例,根据双向DC/AC变换器不同控制目标,从谐波补偿、不平衡电压抑制、多机并联等关键控制技术进行综述,并对基于柔性变电站双向DC/AC变换器控制技术的发展趋势进行探讨,为建设柔性变电站工程提供参考.     

Boost型三电平AC/AC变换器

针对高输出交流电压的升压场合,研究Boost型三电平AC/AC变换器。相比于Boost型两电平AC/AC变换器,该变换器通过增加开关管数量和引进飞跨电容,构造了中间电平,可使开关管的电压应力降低一半,滤波器重量体积大大减小。其拓扑可以看成是两个输出电压极性相反的Boost型三电平DC/DC变换器组合而成,该变换器输入输出电压同相位,其飞跨电容电压等于输出电压的一半。详细分析其电路工作原理,给出一种新颖的控制策略,可对输出电压和飞跨电容电压同时进行控制;研制一台原理样机,给出了实验波形与测量结果。实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

一种简单新型拓扑Cuk AC/AC变换器及其仿真研究

由CukDC/DC变换器的拓扑结构导出一种只具有两个开关的PWMAC/AC变换器的简单新型拓扑———CukAC/AC变换器。给出单相和三相CukAC/AC变换器的拓扑结构,分析CukAC/AC变换器的外特性及小信号特性。仿真结果验证了所提的CukAC/AC变换器的合理性和可行性。     

一种新型斩波AC/DC/AC变换的单相DVR

针对输入侧采用不可控整流AC/DC/AC结构的单相动态电压恢复器(DVR)输入侧功率因数低,谐波含量高等问题,提出了一种基于PWM斩波变换器的动态电压恢复器来补偿负载两端电压的跌落。该新型拓扑结构采用PWM斩波控制节省了直流侧电容,简化了滤波器设计,使输入侧线路中谐波含量降低,同时达到单位功率因数;电压检测采用单相信号构造成两相信号,利用瞬时无功理论对信号进行检测与处理,实时性高;搭建MATLAB/Simulink仿真和系统实验平台,验证其合理性和可行性。     

Buck型AC/AC直接变换器

新颖Buck型AC/AC直接变换器使用了较少的功率器件实现单级功率变换和能量双向流动,利于提高变换器的功率密度和变换效率.本文给出了其工作模态和工作原理的详细分析,讨论了该变换器的两种PWM调制策略,并指出第二种调制策略可降低开关损耗.采用滞环电流控制的Buck型AC/AC直接变换器可对输入电压畸变进行有效抑制,保持输出电压高度正弦.仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

基于双极性直接式AC/AC变换的单相动态电压恢复器

动态电压恢复器(DVR)是串接于电源与负荷之间用以实现快速补偿系统电压波动的电力电子装置。针对传统基于电压源型逆变器的DVR存在的储能设备所带来的问题以及基于脉宽调制(PWM)型直接式AC/AC变换的DVR所存在的换流、飞跨电容电压平衡等问题,文中提出了一种基于双极性直接式AC/AC变换的单相DVR。该DVR所使用的PWM型AC/AC变换拓扑具有输入、输出共地特点,同时,该DVR能够在较为简单的控制策略下实现系统电压的双极性调控且其在运行过程中有效解决了换流问题。为了验证所提出的DVR的工程价值,在理论分析的基础上,搭建了1 kW的实验平台对其合理性与有效性进行了验证。     

新型谐波消除交流电压调节器的研究

提出一种新型谐波消除交流电压调节器方案,采用斩波方式AC-AC降压变换器结合输出串联补偿升压变压器实现负载电压的双向调节。其中降压变换器应用先进的谐波消除脉宽调制技术以实现交流系统侧所有低次谐波成分在输出负载端的消除,且其调制函数可以根据简便的前馈方法从输入电压信号中直接求解,因此具有良好的动态响应特性和实践可行性。2kVA样机的实测结果表明,所提出的方案在交流电压精确调节以及谐波抑制方面具有良好的表现。     

Power quality improvement using integral-PWM control in an AC/AC voltage converter

Power electronic systems generate harmonics. Harmonic attenuation is important in the improvement of power quality. For power control, using specified pulse width modulated (PWM) phase control per cycle of the AC supply reduces the harmonic impact of many AC-to-AC electronic controllers. This paper describes a novel power controller that uses an integral cycle-PWM phase controlled converter with one bi-directional semiconductor switch. The converter does not need synchronization with the supply. The controlling PWM signal is modulated to generate maximum fundamental component and minimum harmonic content of the load voltage and current. The circuit topology presented in this paper diminishes the inherited drawback of using the phase or integral cycle control concept used intensively for electric heating applications. The technique offers the advantages of simplicity and reliability of controlling high power and low harmonic levels. Power injected to the load can be precisely controlled resulting in high conversion efficiency.     

基于软开关的交流稳压技术的研究

对新型交流稳压原理进行了探索,将零电流转换脉宽调制（ZCT-PWM）软开关技术应用到交流稳压系统设计中,以DSP为核心,实现PWM脉冲触发信号产生和交流稳压变换器控制。     

交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术

提出了一种应用于交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术。它通过开环方式，对交流斩波器的输出占空比进行实时调节。和已有的恒定占空比控制相比，实现了对交流输入电压中低次谐波的完全消除，并且不要求计算相应的谐波分量，这简化了控制策略，同时显著降低了系统对控制器带宽的要求。文中分析和推导了调制函数的解析式，并给出了详细的实现方案。理论分析和仿真表明其在电压谐波消除中的优越性能。2kVA样机的实验结果验证了该调制技术对交流系统侧谐波电压具有良好的抑制能力。     

双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统设计

分析了基于动态同步坐标轴系的交流励磁发电机双通道解耦励磁控制策略,提出了采用具有优良输入、输出特性的双脉宽调制（PWM）控制交 — 直 — 交电压型变频器作为交流励磁发电机的励磁电源。采用高速数字信号处理器TMS320F2812设计实现了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统实验平台。通过实验研究表明:基于动态同步坐标轴系的双通道解耦励磁控制策略能够实现交流励磁发电机有功、无功和转速的独立调节,发电机具备良好的动态响应能力;双PWM变换器具有功率双向流动、输入和输出谐波电流小、动态性能优良、功率因数可调等优点,是交流励磁发电机的理想励磁电源。     

交流调速系统脉宽调制方法研究

对于交流调速系统中脉宽调制(PWM)过程同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM),低频时采用SVPWM,中频时采用SHEPWM。这种混合调制方法避免低频时SHEPWM计算存储量较大和中频时SVPWM谐波特性变差等问题。采用一种谐波电流过零点切换方法,实现了SHEPWM中开关角个数由5~1逐步切换过程的平滑过渡;在与SVPWM的切换过程中,采用参考电压矢量同相切换方法,实现了混合调制之间的平滑过渡。仿真结果验证了理论的正确性。     

A hybrid real coded genetic algorithm – Pattern search approach for selective harmonic elimination of PWM AC/AC voltage controller

Selective harmonic elimination-pulse width modulation techniques offer a tight control of the harmonic spectrum of a given voltage waveform generated by a power electronic converter along with a low number of switching transitions. Traditional optimization methods suffer from various drawbacks, such as prolonged and tedious computational steps and convergence to local optima; thus, the more the number of harmonics to be eliminated, the larger the computational complexity and time. This paper presents a novel method for output voltage harmonic elimination and voltage control of PWM AC/AC voltage converters using the principle of hybrid Real-Coded Genetic Algorithm-Pattern Search (RGA-PS) method. RGA is the primary optimizer exploiting its global search capabilities, PS is then employed to fine tune the best solution provided by RGA in each evolution. The proposed method enables linear control of the fundamental component of the output voltage and complete elimination of its harmonic contents up to a specified order. Theoretical studies have been carried out to show the effectiveness and robustness of the proposed method of selective harmonic elimination. Theoretical results are validated through simulation studies using PSIM software package. Finally, these results are verified by means of an experimental prototype.     

双馈电机的交/直/交控制

采用交／商／交（AC／DC／AC）变换器对绕线型感应电机电动状态上的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC／DC和DC／AC模块可分别独立控制。AC／DC采用三相PWM高频整流矢量控制，实现高功率凼数下转差能量双向流动，效率高、减少对电网污染。DC／AC采用定子磁链定向矢量控制，定了有功和无功分量实现解耦；双闭环控制以转速和定了无功控制为外环，以转子电流滞环跟踪控制为内环。实验证明：电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速，定了侧功率因数可调，可为1甚至向电网发卅无功。整体结构简单，硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。