航空静止变流器中的电流源型半桥变换器研究

以应用于两级式航空静止变流器的电流源型半桥变换器(CFHBC)作为研究对象,针对CFHBC存在的启动冲击电流过大及电感电流断续时输出电压不可控等问题展开研究与分析。首先分析了CFHBC工作原理,包括电感电流连续及断续时的稳态工作原理,分析了CFHBC启动冲击电流过大的原因,并针对启动冲击电流过大提出了改进电路。根据航空静止变流器后级逆变器的要求,给出了CFHBC的控制方法,包括变换器轻载时的控制方法、电感电流连续时的控制方法及变换器起动时的控制方法。最后搭建了一台250 W的CFHBC实验样机对理论分析进行验证。     

一种电流源型双向储能变流器设计

针对电压源型AC-DC储能变流器存在低压调节范围小、电流纹波大的问题,本文设计了一种三相电流源型AC-DC变换器与特殊的隔离型DC-DC变换器相结合的两级式储能变流器。基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制策略实现了对该变流器的数字化控制,最后通过试验验证了电路拓扑和控制策略的可行性和有效性。     

基于电压源型和电流源型双馈风电机组稳定性对比分析

随着风电机组装机容量的增加,风电在弱电网下的稳定运行问题日益严重.双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)机侧采用电压源型控制方式相较于电流源型控制方式,具有主动提供频率和电压支撑的能力,从而受到广泛的关注.鉴于此,首先根据电压源型DFIG系统和电流源型DFIG系统的控制...     

电压源型和电流源型高压变频器的比较分析

针对目前火电企业常见的美国罗宾康(ROBICON)公司生产的完美无谐波变频器和罗克韦尔(AB)公司生产的Bulletin1 557和PowerFlex7000系列变频器,就电压源型和电流源型变频器的主电路拓扑结构进行了分析比较,对其在可靠性、冗余设计、谐波含量以及控制系统等指标方面进行了深入的讨论.     

基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器

本文介绍了一种基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器.并介绍了一种单位功率因数控制算法,该控制算法应用三值逻辑PWM开关信号和一个简单的反馈控制策略,既可以保证整流桥直流侧电流很好地跟踪给定值和低纹波,又能够实现整流桥网侧的单位功率因数和低谐波污染.文中对主回路、控制算法及基于DSP和CPLD的控制系统做了详细的介绍.在此基础上本文还设计了一个1.0KW的实验样机对控制算法进行实验验证,实验结果与理论分析能够很好地吻合.     

电流型阻抗源逆变器电机调速系统

目前,电流源逆变器电机调速系统已经广泛应用于中、大功率的电力传动领域,但它存在固有的缺陷,如:只能升压,而不能降压;输入侧功率因数偏低等.提出了一种新型的电机调速系统--电流型阻抗源逆变器电机调速系统,介绍了其电路拓扑、工作原理、控制方法等,给出了相应的仿真和实验结果.仿真和实验证实了该电路拓扑的合理性和优越性.     

基于永磁同步电机的电流源型风电变流器实现

永磁直驱式全功率风电变流器具有结构简单、转换效率高、低成本、可靠性高等优势,是目前风力发电领域的一个重要研究方向。电流源型变换器跟电压源型变换器相比,具有出色的低电压穿越能力、易并联、高可靠性等优点。因此提出了基于永磁同步电机的电流源型风电变流器的实现方法,包括变换器的参数设计、有功和无功的控制策略、有源阻尼的实现。基于提出的控制策略,可以实现一个完整的电流源型PWM变流器。最后给出了提出的控制策略的MATLAB仿真结果。     

大功率电流源型PWM AC-DC变流器建模与解耦控制

在建立电流源型PWM变流器稳态数学模型的基础上，分析了系统的耦合关系，提出了一种基于小偏量线性化的前馈解耦控制方案。依据该方案设计前馈解耦控制器，削弱系统耦合关系，将电流源型PWM变流器这一两输入两输出的耦合系统改造成两个近似独立的单输入单输出系统，实现了在工作点附近分别控制系统直流电流Id和系统功率因数角ψ这一控制思想，尽量避免或减少不同工作点之间相互过渡过程中的振荡。仿真试验证实了这种前馈解耦控制方案的正确性以及在改善系统速度、稳定等方面的优越性。     

基于参数在线辨识的电流源型变流器状态监测及自适应控制

电感、电容等无源器件的老化及其造成的参数漂移是引起变流器故障和并网电流质量变差的重要原因。为了实现对电流源型变流器中滤波器元件老化状况的在线监测并实时优化并网电流质量,文中提出了一种参数在线辨识的方法,有效地实现了电流源型变流器并网滤波器参数的在线辨识,实现了健康状态的在线监测。同时根据参数辨识结果实时优化电流源型变流器闭环控制中的虚拟电阻参数,实现了对谐振的最优阻尼。为了验证该方法的有效性,开展了基于超导储能应用的仿真和实验研究。研究结果表明,该参数辨识方法可以有效地在线辨识滤波元件的参数,而基于参数辨识的自适应有源阻尼控制策略可以有效地改善有源谐振阻尼的性能,降低并网电流的谐波畸变率。     

8/20μs冲击电流发生器源阻抗对压敏电阻器性能表征的影响研究

文中研究了不同源阻抗8/20μs冲击电流对压敏电阻冲击能量的影响规律。建立了8/20μs冲击电流发生器电路模型,进行了电路仿真研究;搭建了8/20μs冲击电流实验平台,对不同规格的压敏电阻进行冲击电流实验。研究结果表明:随着8/20μs冲击电流源阻抗减小,相同冲击电流幅值下通过压敏电阻的冲击能量增加;随着压敏电阻直流参考电压增加,冲击电流源阻抗对压敏电阻冲击能量的影响作用增强,但随着冲击电流幅值的提高,冲击电流源阻抗对通过压敏电阻冲击能量的影响作用减弱。因此,在一定冲击电流幅值以下的8/20μs冲击电流试验中,冲击电流发生回路的源阻抗不能选择的太小。研究结果对压敏电阻冲击电流测试的规范化具有一定的理论与工程应用价值。     

一种新型交错并联ZVS电流型推挽变换器

电流型推挽变换器适用于低压输入高压输出场合,但传统拓扑结构功率管工作在硬开关状态,开关损耗大、电压应力高,所需变压器匝比大。文中提出了一种新型的交错并联零电压开关(ZVS)电流型推挽变换器。所提出结构在传统拓扑基础上只需增加一个简单的箝位支路即可实现所有功率管的ZVS开通,箝位电路可有效吸收变压器漏感能量,输入并联输出串联结构可以减小原边功率管的电流应力、副边二极管的电压应力、滤波器的大小及变压器匝比。文中详细讨论了所提出变换器的工作原理、关键设计,搭建了一台800 W原理样机验证了所提拓扑的有效性。     

脉冲移位PWM控制ZCS电流型半桥变换器

提出一种改进的电流型零电流半桥电路拓扑.与传统的电流型半桥电路相比,该拓扑电路增加了一个由辅助开关管、二极管以及电容组成的辅助支路,采用脉冲移位PWM控制方法,避免了直流偏磁的产生,使开关占空比在一定范围内可调的情况下实现主功率开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),同时实现了整流二极管的软换流,使得整流二极管反向电...     

变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配研究

变压器作为电压的转换装置,在各种自动化、机械化设备中起到了关键作用。为此,为提高变压器性能,研究一种新的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配方法。该方法首先利用增大测量回路电阻法测量变压器信号源内阻值,然后利用史密斯图法计算传输线负载电阻,最后利用模拟退化智能算法实现变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配。经测试,结果表明:与两种传统阻抗匹配方法相比,所提方法的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配度达到最大,说明所提方法性能更为优越,有效提高了变压器的可靠性和稳定性。     

MMC型级联变换器阻抗建模和稳定性分析

工程中常通过不同类型的变换器灵活级联以实现不同的功能,然而变换器级联系统中前、后级变换器之间的相互作用可能会导致系统稳定裕度不足甚至失稳,不同类型的模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)级联也将面临稳定性问题。建立了MMC型级联变换器的稳定性分析模型,并提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升策略。首先,建立了MMC型AC/DC变换器和DC/DC变换器的阻抗模型,在稳态工作点附近推导出两种MMC型变换器的小信号模型,从而获得前级变换器的输出阻抗和后级变换器的输入阻抗。其次,分析了MMC型级联变换器的稳定性,结果表明,当前级变换器输出阻抗与后级变换器输入阻抗不匹配时,级联系统稳定性裕度可能不足导致系统失稳。进而,分析了MMC型级联变换器的平波电感、桥臂电感和子模块电容等一次参数对级联系统稳定性的影响。最后,提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升方法,并给出了串联阻尼电阻的选择建议。仿真结果表明提出的稳定性控制方法可有效提升MMC型变换器级联系统的稳定性。     

模块化多电平换流器的交直流侧阻抗模型

模块化多电平换流器(MMC)的阻抗建模是分析基于MMC的电力电子系统交、直流侧谐振及稳定性的基础条件。依据MMC的拓扑结构、运行及控制特性,同时考虑环流控制对MMC交、直流侧阻抗的影响,分别推导了MMC直流侧和交流侧的小信号阻抗解析模型。利用MATLAB/Simulink搭建了三相MMC详细时域仿真模型,采用注入小扰动电压/电流的方法测量MMC交、直流侧的小信号阻抗,与推导的MMC交、直流侧阻抗解析模型的计算结果比较,验证了解析模型的正确性。MMC阻抗模型仿真结果表明:在不加环流控制的情况下,MMC交流侧的小信号阻抗在低频范围内存在谐振峰;而加入环流控制后,该谐振峰能够得到有效抑制。     

用于生物电阻抗谱测量的程控宽频恒流源设计

恒流源作为生物电阻抗谱测量系统中的激励信号,需要输出频带宽、电流稳定.为此,提出了一种程控宽频恒流源设计方案,以STM32单片机为控制核心,通过DDS数字信号发生器产生频率可调的正弦电压信号,经Tietze电流泵进行电压电流转换,转换频带宽,畸变小的电流信号,利用以MCP41010数字电位器为调节单元的程控增益放大,解...     

基于零序差动阻抗的输电线路保护新原理研究

针对现有的输电线路光纤纵联差动保护原理易受分布电容电流影响较大,且要求线路两端信息的严格同步的问题,研究了一种基于双侧信息的零序差动阻抗保护原理。给出了零序差动阻抗的定义为线路两端零序电压与零序电流比值之和。由理论分析可知区内故障时零序差动阻抗为两侧系统零序阻抗和的负值,阻抗位于第三象限,区外故障时零序差动阻抗为线路的阻抗,阻抗位于第一象限。根据零序差动阻抗的阻抗角构成保护判据。在PSCAD中搭建模型进行仿真实验,实验结果表明,零序差动阻抗保护原理不受对地电容电流和过渡电阻的影响,适用于带并联电抗器补偿的线路和弱馈电系统,并不要求两侧信号严格同步。     

短波高功率大变比阻抗变换器设计

采用传输线变压器与集中参数变压器相结合的方式设计了一款短波高功率大变比阻抗变换器,应用于功率模块和天线间阻抗匹配。通过对频率范围、变比、插损以及功率容量要求的分析,结合功率铁氧体材料的功率特性,确定了电路的结构和参数。所研制的阻抗变换器在2~30 MHz的工作频率内工作良好,性能为:阻抗变比:50?:600?(1:12),电压驻波比≤1.35,插入损耗≤0.5 d B,平均功率为1 k W。研究成果对于传输线变压器拓展应用、合理确定参数等具有一定参考价值。     

Hysteresis current control with distributed shoot‐through states for impedance source inverters

This paper presents a hysteresis current control technique with shoot‐through states distribution. This control algorithm could be applied to three‐level and multi‐level inverters with any impedance source network where reference current control signal along with shoot‐through states are required. Possible modifications of the presented algorithm are discussed. The steady‐state analysis was made to explain the operation principle of the algorithm. As a result, the link between the band ratio of the hysteresis current controller, the input voltage, and the desired DC‐link voltage was obtained. All theoretical predictions were proved by simulation and experimental results. Future applications are discussed.Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

A three‐phase constant‐current source using an immittance converter

The term immittance converter refers to an impedance–admittance converter. The immittance converter has an input impedance that is proportional to the admittance of the load connected across output terminals. In this converter, the output current is proportional to the input voltage and the input current is proportional to the output voltage. Consequently, it converts a constant‐voltage source into a constant‐current source and a constant‐current source into a constant‐voltage source. It is well known that the quarter wavelength transmission line shows immittance conversion characteristics. However, it has a very long line length for the switching frequency, and is not suitable for power electronics applications. We thus proposed immittance converters that consist of lumped elements L, C and show improved immittance conversion characteristics at a resonant frequency. A three‐phase constant‐current source is proposed in this paper. It is possible to realize this by a simple circuit using an immittance converter. In this paper, circuit operation, characteristic equations, and results of simulation are described. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(4): 47–54, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20078