基于状态空间法的三相VSR组合建模策略研究

一般模型对整流器动态响应分析不够精确,针对这个不足,根据开关函数及状态空间理论建立了三相电压型整流器的数学模型,并利用傅里叶分解将数学模型分解为高频和低频。对高频模型,通过公式推导分析了输入电流谐波与输出电压纹波跟系统参数之间的动态特性关系。对于低频模型,利用坐标旋转将模型变换到两相静止坐标系,简化了模型的分析和控制。为了实现高功率因数整流,控制策略采用双闭环控制。电流内环采用滞环控制,使得电流变化快速跟踪指令值。电压外环采用PI控制,以稳定直流侧电压。在MATLAB/Simulink中进行了仿真,验证了模型的正确性。     

单相低纹波PWM整流器的直接功率控制

传统的单相PWM整流器工作时,其直流母线电压存在较大的波动,通常需要在直流侧并联容值较大的电解电容.为了解决这一问题,采用在传统整流器直流侧并联有源辅助回路来构成单相低纹波PWM整流器以减少直流母线电压的波动.为了能在整个低纹波PWM整流器中实现直接功率控制,通过求解一个能体现有功无功跟踪能力的指标函数来实现整流回路的...     

基于有功功率解耦的高能量密度单相PWM整流器

单相PWM整流器直流侧含有2倍基波频率的纹波电能,输出电压随负载变化周期波动.传统方法采用无源滤波的方式,通过在直流侧添加大电容滤除低频谐波电流.但这种电容体积较大,不利于设计高能量密度的变换器.本文利用有功功率解耦的方法,利用直流电容存储纹波电能.可稳定输出电压,减小电容值.然后对控制策略进行研究,使用电压电流双闭环控制方法,实现系统快速响应和稳定特性.该方法通过仿真得到验证.     

无电解电容永磁同步电机驱动系统谐振抑制

提出了一种基于网侧输入电流比例反馈的无电解电容驱动系统谐振抑制策略,通过对电感电容谐振产生机理的分析,建立了驱动系统小信号模型.在分析不同反馈控制变量、不同控制律下的谐振抑制效果的基础上,选择电网电流比例作为最优反馈控制方式.直接从电网电流中提取谐振分量,计算阻尼电流,采用电压注入方式实现有源阻尼控制.实验结果表明:所提出的方法能有效抑制电网电流中的电感电容谐振现象,驱动系统网侧输入功率因数高达0.989,输入电流谐波满足EN61000-3-2谐波标准.     

12脉波可控整流器的谐波抑制策略

提高12脉波可控整流器谐波抑制能力,提出基于12脉波可控整流器的直流侧谐波抑制策略。该控制策略通过在直流侧附加谐波抑制模块,改善整流器输入电流波形,满足不同负载工况下输入电流谐波抑制要求;根据12脉波整流器交、直流侧电流关系和直流侧理想电流波形,分析并给出谐波抑制模块的输出电压波形,并采用全桥逆变电路调节谐波抑制模块的输出电压。仿真结果表明,该策略能有效抑制整流器输入电流谐波。     

单周期控制的带纹波抑制单元无桥Boost PFC 变换器研究

为了解决无桥Boost功率因数校正(PFC)存在的输出电压纹波大以及输出负载突变造成的输出电压波动等问题,本文基于无桥Boost PFC拓扑设计了纹波抑制单元来减小直流输出纹波,并增加负载电流前馈控制对单周期控制方式进行优化。通过理论及原理分析可知纹波抑制单元可以减小直流输出纹波,负载电流前馈控制能够迅速采集负载突变引起的输出电流变化量并及时进行信号调理使输出电压快速稳定,从而增加系统动态稳定性。通过仿真对比分析发现,使用抑制单元后纹波系数从2.5%降到0.25%,在增加负载电流前馈控制方式后,无论是输出负载突增还是突减,输出电压都可以在极短时间内恢复稳定,并且功率因数校正的效果不会发生变化,该仿真结果验证了设计的正确性。     

有源纹波补偿Cuk型照明LED恒流驱动电源

一般大功率照明LED驱动电源中,输出滤波电解电容的寿命与LED的长寿命极不匹配.对此,文中提出了一种有源纹波补偿的Cuk型LED驱动电路.电路中用有源纹波补偿支路替代输出滤波电解电容,抵消电感纹波电流,使LED灯组获得恒定直流,达到LED的理想驱动状态.文中详细阐述了有源纹波补偿的原理和实现电路,分析了有源纹波补偿Cuk型LED驱动电路的损耗和效率,设计和制作了输出功率为22 W的滞环电流控制、有源纹波补偿Cuk型LED驱动电源,通过仿真和实验验证了该新型电源的可行性.     

电压型PWM整流器电流控制策略的研究

电压型PWM整流器通过对整流器直流侧电压PWM调制，不但能使直流电压在一定范围内可调，而且使整流器的交流侧电流正弦化，并能够实现单位功率因数运行，实现高功率因数的整流装置．而控制PWM整流器交流侧的方法有多种，从电压型PWM整流器的静态模型入手，详细分析了电压型PWM整流器交流侧电流电流的控制规律，得出了一种间接电流控制模型，并阐述了间接电流控制的PWM整流器系统的设计，最后对该方法进行仿真，结果表明，采用这种电流控制，能够实现PWM整流器高功率因数运行．     

LED汽车前照灯有源纹波补偿Buck型恒流驱动电源

针对一般照明LED驱动电源中输出滤波电解电容的寿命与LED的长寿命极不匹配的问题. 提出了一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电路. 电路中用有源纹波补偿支路替代输出滤波电解电容,抵消电感纹波电流,使LED灯组获得恒定直流,达到LED的理想驱动状态. 为了减小纹波补偿支路的损耗,必须控制电感电流的峰值和谷值,滞环电流控制可有效地满足这个要求. 设计和制作了输出功率为30 W的滞环电流控制、有源纹波补偿BUCK型LED驱动电源. 仿真和实验验证了上述新型电源的可行性.      

交直流电力集成技术

建立了新型电机的数学模型，为解决关键技术问题提供了理论基础。查明了发电机整流系统特有的低频功率振荡的机理，得出了稳定判据及解决稳定问题的技术措施；通过合理设计，可控制直流电压的浮动范围；综合治理整流过程引起的交流谐波和直流脉动，提高了系统的EMC性能；巧妙地处理了系统的强非线性，从而得出了直流短路和交直流同时短路的冲击电流解析式；提出了根据整流装置输入、输出电压波形进行实时在线故障诊断的原理和方法。在此基础上，将定子3相绕组、12相绕组、整流装置、励磁系统、励磁调节器等集于一体，功研制出性能优良的交直流发电机，能同时提供高品质交直流电源，为独立电力系统的集成化奠定了基础。     

基于双向DCDC电路有源二次滤波研究

二次功率脉动是单相四象限变流器固有的问题,传统方法是在直流母线并联LC二次谐振电路或增大直流侧电容.以避免该脉冲分量对后级负载造成影响,为提高变流器的功率密度,提出了一种利用双向DCDC电路对二次功率进行有源滤波的方法.该方法通过检测四象限变流器输入至直流侧的二次脉动功率,以此为指令采用比例谐振对DCDC电路进行控制以产生相应二次补偿功率,消除了直流母线二次脉动电压,滤波效果明显,并且通过PI控制保证了补偿储能电容电压的稳定.同时,基于电感电流在额定功率下能跟踪指令电流和储能电容最大电压限制的,给出了储能电容及其偏置电压之间的约束条件,并进行了参数设计.最后,利用Matlab/Simulink对控制策略进行了仿真,并搭建了实验平台进行了实验,仿真和实验结果一致,验证了理论的可行性.     

一种高功率因数交流LED驱动电路的设计

传统的LED驱动电路由于采用AC-DC变换器,需要大的电感和电解电容,导致LED驱动电路存在体积大、成本高、寿命短等问题,提出一种新型交流电压直接驱动的LED驱动电路。该驱动电路仅需要MOSFETs和运放等有源器件,输入电流能跟随输入电压呈正弦波形变换,以获得高功率因数和低THD。仿真和实验验证该驱动电路的电气特性。     

有源纹波补偿Buck型LED驱动电路及其小信号分析

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源.介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型.通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数.由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流.最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性.     

关于有源功率因数校正(APFC)的研究

有源功率因数校正电路使输入电流波形跟踪输入正弦交流电压波形,得到较高的功率因数.主要针对APFC控制方法进行讨论,介绍了UC3854控制电路,并设计了功率电路,通过实验证明了此校正电路的优良性能.     

电网短路状态下并网逆变器的谐振控制

为了改善电网短路故障情况下直驱式永磁风电系统的并网逆变器控制性能,提出基于比例积分谐振控制器的并网逆变器直接功率控制算法,通过设置基频谐振控制器实现网侧变流器输出电压、电流信号的无静差跟踪,同时在直流母线侧通过2倍工频谐振控制器可以抑制电网故障状态下直流母线的电压波动．与传统网侧逆变器的交直轴电流双闭环PI控制相比,该算法无须分离正负序电流分量,从而避免了电流滤波环节带来的系统带宽减小的弊端．在PSCAD／EMTDC环境下建立基于背靠背变流器的1．5MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明：当电网短路导致电压不平衡时,结合能量卸荷电路能够抑制直流母线电压的升高,限制了电网过电流,可以实现网侧逆变器的单位功率因数控制,增强了风电机组的故障穿越能力．同时搭建了10kV·A样机系统,试验波形证明了系统设计与控制策略的正确性和先进性．     

基于有源闭环控制技术的高性能开关电源设计

在一般非线性系统有源控制技术的基础上,用同步整流反激式(Flyback)DC/DC变换器作为主电路,采取双闭环控制、降低功耗和抑制谐波的措施,设计一款有源功率因数校正(APFC)开关电源整机系统,并进行样机试验.试验结果表明,APFC开关电源能够正常稳压,功率因数达到0.932~0.999,接近于单位功率因数,整个电源系统的效率达到85.8%~88.7%,高频纹波电压约为3 V,低频100 Hz时纹波电压约为9.8 V,且谐波电压总畸变率小于3.65%,谐波污染程度较低,因此这款"绿色电源"特别适用于各种中小型功率设备.     

无桥Boost PFC谐波抑制算法

针对无桥Boost PFC电路输入电流存在的三次谐波问题,提出一种在电压外环中引入数字陷波器和电流内环预测控制相结合的控制算法. 该算法抑制了由直流母线二次纹波经电压环传导至输入侧形成的电流三次谐波,改善PI调节造成的电流过零点畸变,同时提高系统的稳态精度和动态响应速度. 通过数字仿真和一台输出功率为1 kW的无桥双Boost PFC实验样机,验证了所提控制算法的有效性.     

单相桥式全控整流电路中的谐波分析

对单相桥式会控整流电路纯电阻负载和大电感负载的负载电压波形和输入电流波形进行傅立叶级数展开，说明相控整流电路对于交流侧相当于一个谐波电流源；对于直流侧则相当于一个谐波电压源．     

UHTPVSR直流侧电压控制与功率分配策略优化

针对单向混合三相电压型整流器直流侧电压采用PI控制难以使其获得优秀动态性能的不足,将自抗扰控制技术应用到单向混合三相电压型整流器直流侧电压控制中,可提高系统的稳态精度、动态响应速度以及系统的抗干扰能力.同时,为改善单向混合三相电压型整流器的功率分配和抑制切换点尖峰电流,提出对各整流器期望输入电流进行调整的策略.通过计算机仿真结果验证了所提方法的可行性,对于单向混合三相电压型整流器在实际工程中的应用具有指导意义.     

基于DSP实现的单相高效整流器

PWM整流器具有单位功率因数,谐波含量低,能量可逆传送等特点。介绍了单相全桥的高效整流器的电路拓扑结构和工作原理,针对单相电路直流侧二次纹波电压的特征,系统采用纹波电压补偿的方法;对于网侧电流的控制则采用了响应速度较高的定频滞环电流控制策略。给出了以TMS320F2407为控制芯片的系统硬件和软件实现过程,给出的实现思路对工程实际有一定的指导意义。