无刷直流电机驱动用新型谐振极逆变器研究

有限能量供电的无刷直流电机驱动系统中,为了实现逆变器的高频、高效和提高可靠性,提出了一种无刷直流电机驱动系统专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器三个输出端和直流母线之间添加辅助谐振单元,实现了逆变桥主开关器件的软开关动作.谐振控制开关零电流开关条件开通,零电压开关条件关断.对提出的新型谐振极逆变器进行了数学分析和仿真研究,仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性.     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

基于空间电压矢量PWM控制的磁轴承开关功放

针对传统开关功放驱动多自由度磁轴承体积大、功耗大的缺点,设计了一种新型磁轴承功放.该功放采用了三桥臂主电路拓扑结构以及空间矢量PWM控制策略,利用六个功率开关管的八种开关状态相对应的基本电压空间矢量来逼近磁轴承线圈的电压,根据线圈空间电压矢量切换来对其电流进行控制.这种功放能够提供双极性的电流驱动,同时驱动磁轴承两个自由度的绕组,该功放驱动的磁轴承线圈电压具有三态,具有三电平功放低纹波电流的优点.仿真和实验结果表明,该功放可以独立的对两路输出电流进行控制,并且能够控制其很好地跟踪给定信号.与传统类型的磁轴承开关功放相比,减小了体积和开关损耗,提高了可靠性,特别适合于空间环境应用.     

电压反馈型正激变换器中分岔与混沌现象的研究

研究了电压反馈型正激变换器的分岔与混沌.基于功率变压器的简化模型,建立其离散映射模型.在此模型的基础上得到以变压器的初次级匝比为分岔参数的分岔图,根据此分岔图分析了正激变换器混沌出现的途径.然后在PSpice中进行仿真实验,得到了电容两端电压和电感电流的时域波形图及其相图,获得了与数值仿真一致的电路仿真结果.     

三相电压型逆变器的模块化平均模型研究

为克服三相电压型逆变器现有平均模型的局限性,提出并推导一种适合于实现模块化仿真的平均模型.建立开关模型时,分单元建模且各单元之间仅通过独立的电感电流和电容电压相互接口,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,不施加任何额外约束;建立平均模型等效电路时,通过增加冗余变量和冗余方程,使得模型中保留原始电路中的全部非开关器件,并可实现各相单独计算.与现有模型相比,模型去除了对三相交流波形形状、性质的要求.由于各单元在功能上相互膈离,模型只需按实际电路做局部修改即可用于负载非线性、负载含谐波源等场合.对模型特点的讨论和仿真实例证明了模型的有效性.     

基于TINA电路仿真的磁轴承开关功放滤波器设计

分析了目前磁轴承普遍采用的开关功放产生噪声的原理和特性,基于MATLAB/SIMULINK构建飞轮磁轴承两电平和三电平开关功放模型.采用在功放输出端口和电磁线圈之间接入电感、电容和电阻组成的带阻、低通滤波器的方法来降低电流纹波在特定频率处的分量;提出一种基于TINA电路软件设计飞轮磁轴承功放带阻、衡通滤波器的方法.仿真和实验结果均验证了设计的有效性,线圈电流频谱在开关频率及其倍频处噪声分量减小一个数量级以上.     

矩阵变换器改进型共模电压抑制方法仿真研究

针对双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter,TSMC)传统空间矢量调制策略下共模电压瞬时值较大的不足,在分析共模电压产生规律基础上,提出了一种适用于TSMC的改进型共模电压抑制方法。为有效抑制共模电压,将整流级6扇区细分为12扇区,并根据整流级参考电流矢量所在扇区位置及直流侧电压大小,重新定义和分配逆变级开关切换点,并合理选择和分布逆变级零矢量,从而使TSMC共模电压瞬时最大值降低至原有的57.7%,有效降低了共模电压幅值,抑制了共模电压负面效应。仿真结果验证了方案的可行性。     

基于Matlab的斩波串级调速系统电子保护电路研究

根据斩波串级调速拓扑结构分析了调速设备故障时接触器动作过程中主回路的暂态过程,由于接触器分合动作时间较长,在其分合过程中调速设备易受到高电压、大电流的冲击,导致电力电子器件损坏。针对接触器的弊端,设计了带电子保护电路的主回路拓扑结构。分析了高压失电工况下常规的和带电子保护电路的斩波串级调速系统的暂态过程,同时进行详细的理论推导,得出高压失电工况下理论分析的依据。在Matlab中分别搭建了常规的和带电子保护电路的斩波串级调速仿真模型,仿真结论表明电子保护电路有效解决了有源逆变结构下的高压失电或者逆变颠覆的问题。     

基于混沌反控制降低Buck型变换器EMI及纹波研究

开关模式电源通常会产生电磁干扰。利用混沌能够降低开关模式电源的EMI(Electromagnetic interference),但会引起较大的输出电压纹波。基于新的电压反馈扰动方法可使Buck变换器工作在混沌状态,改善电感电流频谱分布,降低频谱峰值,使之满足EMI要求。Pspice仿真结果表明:该混沌反控制方法不仅能够有效的降低Buck型变换器的EMI水平,并且能够明显降低输出电压纹波。     

基于传输线理论的零阶谐振器FDTD分析与优化

通过FDTD数值仿真,完全由电路理论所描述的零阶谐振器特性得到了证实。通过对电路参数的研究可以更好的定性分析零阶谐振器特性:谐振频点的数量取决于单元结构的个数,而零阶谐振频率是不依赖于结构长度的。改变短路电感的长度及金属导孔的位置,可以调整零阶谐振频率。通过对结构的进一步优化,可以获得一个更小的1.5个单元结构零阶谐振器模型,该模型在1.9GHz频率上具有较好的无负载品质因数Q。