电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

基于SST的新型直流微网架构

提出基于固态变压器(solid state transformer,简称SST)的新型直流微网架构.设计SST的3级拓扑结构及其控制方案,输入级采用电压源型变换器,运用电压电流双闭环解耦控制实现一次侧直流母线电压的稳定输出;隔离级的二次侧只对外供电,且采用不控整流电路;输出级为逆变器结构,运用双环控制实现交流电压的稳定输出.在PSCAD平台上针对几种典型工况进行仿真,结果表明所提架构具有较强的负载适应性.     

飞机变压整流器供电电路稳定性分析

针对飞机变压整流器供电电路的线路参数会影响系统稳定性的问题,分析线路参数对稳定性的影响趋势并选取合适参数.首先采用dq变换法对变压整流器供电电路进行等效变换,并由等效电路得到电路数学模型;然后对变压整流器供电电路进行潮流计算获取稳态工作点数据,并基于电路数学模型在稳态工作点对线路参数进行灵敏度计算,重点分析不同参数对变压整流器供电电路小扰动稳定性的影响趋势;最后利用Simulink进行仿真,验证了灵敏度计算的正确性.结果表明:增大交流侧电感、电阻以及直流侧电感,或者减小直流侧电感和负载功率都有益于提高变压整流器供电电路稳定性.     

交直流两用串励电动机的损耗分析

通过对交直流两用串励电动机直流和交流供电损耗的分析，指出了两种供电损耗的不同之处，并通过在这两种供电下空载和负载运行的实验测量，说明了交流供电比直流供电损耗大．在有直流电源的情况下应采用直流供电．     

采用一个软切换开关的PWM逆变器

提出一种新的准谐振直流环节脉宽调制式(PWM)逆变器。该逆变器只采用一个开关器件来产生所有负载条件下的零电压开关(ZVS)间隙。此电路可灵活选择与任何PWM设备同步的谐振环节的开关瞬间，控制电路中可省去电流传感器。详细分析了此准谐振直流环节PWM逆变器的工作原理，提出了实现软开关的设计条件，并通过仿真研究完成了此电路在各种负载条件下运行的可行性分析。给出对三相感应电动机供电的新的准谐振直流环节PWM逆变器的实验结果。     

可编程直流固态功率控制器的设计与实现

固态功率控制器(SSPC)是大规模分布式固态配电系统的重要组成部分。简单叙述了其功能及特点,并根据实际需要设计出一种实用的28V直流固态功率控制器。该设计不仅能够根据上位机的指令控制负载电流的通断,而且能够在电路发生过流或短路故障时,切断故障负载,保证电源的不间断供电,并且具备编程设置功能。经过仿真测试,该设计切实可行。     

新能源供电多能互补发电系统设计

为了克服单一新能源发电具有转换效率不足、电能输出不稳定和新能源利用率较低等缺点,设计一款以风能、太阳能和海洋能等多能融合实时互补的发电系统,包括互补发电能源转换装置的设计、斩波电路、电能储能电路的设计和基于MATLAB(SIMULINK)的系统仿真验证。主要研究能源获取后进行的DC-DC斩波技术和充电技术。结果表明互补电能变换电路能够获取稳定的直流电压;直流母线通过逆变电路可以为后续的交流负载供电,同时可以通过充电电路给蓄电池供电,蓄电池采用分组管理的方式解决了过量充放电的问题并降低了充放电次数,蓄电池可以通过逆变为交流负载供电或者直接为直流负责供电,整个蓄电池储电部分达到了电能缓冲的目的。设计的新能源供电多能互补发电系统很好地解决了单一发电系统存在的问题,并给出了系统实现的完整方案,经过仿真验证系统能够实现新能源多能互补的发电目的,为新能源的有效利用提供了一个可行的途径。     

直流微电网孤立运行控制策略研究

在直流微网中没有无功功率流动,母线电压是衡量系统稳定和功率平衡的重要指标。针对没有大电网支撑的孤立微网存在的直流母线电压随着微网中分布式电源的间歇性波动和负载变化而波动或小范围突变,从而影响挂接在母线上的设备和负载稳定供电这一问题,构建了一种基于储能的孤立直流微电网系统,通过对蓄电池的充放电控制来抑制和消除直流母线电压波动,并对运行中出现的分布式电源输出波动和负载变化等情况进行了仿真实验。结果表明,直流微网孤立运行模式下,采用该控制策略的微电网能有效抑制外界环境变化带来的可再生能源功率输出的波动,向用户供应稳定的电力。     

单相UPQC控制系统的数学建模和仿真

针对目前广泛研究的有源电力滤波器存在不能同时补偿市电谐波电流和负载侧谐波电压的问题,设计一种单相UPQC,分析其工作原理,建立该装置的控制系统的数学模型,并进行了仿真实验研究.仿真结果表明:采用这种单相UPQC,不仅可以抑制非线性负载所产生的谐波,而且可有效提高负载侧的供电质量.图8,表1,参8.     

MMC-HVDC直流侧故障分析

针对MMC-HVDC经常出现且棘手的直流侧故障问题，分析了多电平模块化换流站（Modular Multilevel Conventer，MMC）的运行原理及工作特性，提出了采用子模块均压控制和相间环流抑制的适用于MMC的直流输电系统，并设计了相应的控制器；在MATLAB/SIMULINK环境下建立仿真模型，然后对MMC-HVDC直流侧单极接地、双极短路、断线故障仿真，仿真结果说明：所提出的控制策略能够保证系统在发生故障后维持稳定，提升了MMC-HVDC直流输电系统解决故障的能力；最后展望了更合适的故障保护措施及过电流抑制方法，对解决直流侧故障具有很重要的指导作用。     

自抗扰控制器在电压型PWM整流器中的应用

为了抑制PWM整流器负载扰动对直流侧输出电压产生的影响,提出将自抗扰控制器引入基于电压定向的直接功率控制三相电压型PWM整流器中的电压控制方案.将负载扰动归到未知扰动中,用扩张状态观测器对负载扰动进行观测和补偿,结合自抗扰控制器进行电压外环控制,并与模糊PID控制进行了仿真对比.仿真结果表明,该方法能够快速、无超调对输出电压进行控制,实现了单位功率因数运行,并能有效抑制负载变化的影响.     

市电和光伏联合供电运行的控制策略研究

针对传统比例复数积分控制只能应用于三相正交坐标系而无法应用于单相坐标系的问题,提出了将广义二阶比例复数积分控制引入到单相并网逆变器的控制中.次单相并网逆变器与电网电压前馈控制和重复控制构成复合控制策略,对市电和光伏联合供电运行系统的能量控制起到较好控制效果.在复合控制策略下,市电和光伏联合供电运行系统可以优先使用光伏,光伏发电量不足时再由市电补足差额部分.这种方法既保证负载用电不断,又能充分利用清洁能源,且光伏侧不会向市电侧馈电,避免对大电网产生谐波污染.本文所建立的基于TMS320F28335DSP芯片的在MATLAB仿真中证明了实现了光伏优先、市电候补来供电的可行性.     

浅析城市轨道交通车辆用辅助电源系统

城市轨道交通车辆一般采用直流供电,通过车辆上的辅助电源系统为车辆辅助设备供电,本文就城市轨道交通车辆辅助逆变器的电路结构、形式及辅助电源系统进行简单分析介绍,并指出了城市轨道交通车辆用辅助电源系统的应用及发展.     

同步发电机整流系统的建模

为分析同步发电机整流系统的运行稳定性,给出了系统简化模型。为考虑换相重叠,超瞬变电感从电机中分离出来,带整流负载的三相同步发电机数学模型只计及转子回路磁链的直流分量。忽略了交流侧和直流侧的谐波,整流器的数学模型利用开关函数。对三相同步发电机整流带反电动势负载系统的数学模型进行线性化,从而导出了发电机在直流侧的等效阻抗、系统等效阻抗和系统特征方程,利用它们可分析系统的稳定性。     

电路仿真设计软件Multisim在三相交流电路中的应用

单相负载三相均衡供电电路的设计实验,是在模拟某工厂一单相大功率电阻性负载下,为实现三相电源均衡供电进行电路设计的过程,要求努力做到功率因数接近1。实验要求学生在教师的启发下进行电路设计,独立分析电感参数L和电容参数C与负载R的关系,计算参数;进行计算机仿真实验,调试参数,直到达到设计要求。在设计过程中让学生加深对三相电路的学习,理解功率因数及单相负载三相均衡供电的实际意义。最后,再用实际元件实现三相均衡供电电路,初步锻炼同学们的工程设计能力。     

发电用微型燃机PWM整流器自适应H∞控制

通过分析发电用微型燃机系统中PWM整流器的工作原理和永磁同步发电机模型,建立了PWM整流器模型,组成了基于有功和无功理论的功率控制系统.考虑微型燃机发电系统容量小,受负载波动影响大,以及负载不确定性的特点,在功率控制的基础上,提出了直流侧电压自适应H∞控制方案,在李亚普诺夫稳定意义下,通过自动补偿负载变化,实现直流侧电压稳定和高功率因数.仿真和实验结果表明:应用自适应H∞控制时,在保证高功率因数的基础上,直流侧电压波动范围很小,从而验证了所提方案的有效性和实用性.     

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。     

模糊逻辑在车辆稳定性控制系统中的应用

探讨了车辆在高速转向的极限运动工况下,利用施加于各车轮不同纵向力产生的辅助横摆力矩来提高车辆动力学稳定性的基本原理.推导了七自由度整车动力学模型,建立了车辆质心侧偏角观测器,并且考虑到车辆参数和运行工况的复杂多变,设计基于模糊控制逻辑的车辆稳定性控制策略,通过控制横摆角速度和质心侧偏角可使车辆对象输出跟踪理想参考模型的输出,用Matlah/Simulink建立车辆仿真模型,对所设计的控制算法进行了数字仿真,最后利用基于dSPACE的硬件在环仿真技术,对设计控制器的性能进行了实验验证.结果表明:所设计的模糊控制器能够显著改善车辆的操纵稳定性,特别是在低附着系数路面工况下.     

静止无功发生器直流侧电压对无功补偿特性的影响研究

为设计静止无功发生器的直流侧电压,分析了直流侧电压的取值对补偿特性的影响,提出了直流侧电压的设计方法.该方法通过输出的无功电流设计完全补偿无功功率时所需的直流侧电压理论最小值,当直流侧电压小于理论最小值时,在正弦调制方法和非正弦调制方法下,分别通过功率因数和谐波电流设计直流侧电压,并且定量分析了在非正弦调制方法下保证电源基波功率因数为1时注入电网的谐波电流值.与工程应用中通过工程经验或者通过仿真来设计直流侧电压的方法相比,该方法可以定量地设计直流侧电压,减小了直流侧电压设计的盲目性.实验验证了所提出的设计方法的有效性.     

基于UC3906的本安型直流不间断稳压电源的设计

为了解决矿用供电电网停电导致通讯及监控设备无法正常工作的现状,设计了一种本安型直流不间断稳压电源.基于信号流程和电路功能模块划分,利用三端稳压器TL431配合蓄电池专用充电管理芯片UC3906实现了对镍氢电池的智能充电和过放电控制.分析了本安型直流不间断稳压电源的设计原理、各组成模块的功能以及工作过程.为了满足设计电源的不间断性和本质安全性要求,设计有切换电路、可调稳压电路及过压、过流保护等电路.当检测到矿用交流电不能正常供电时自动进行电路切换,启动镍氢电池供电,从而保证负载持续工作.测试结果表明:所设计的电源具有稳压性能优良,电压调整率、负载调整率高等优点;工频耐压、绝缘电阻及火花点燃等实验满足了本安型电气设备的要求.