基于改进型开关电感的级联准Z源逆变器

为了提高准Z源逆变器的升压能力,同时减小电容电压应力和输入电感电流纹波,结合具有高升压能力的改进型开关电感,用改进型开关电感替代级联型准Z源逆变器二级阻抗网络中的电感,提出了一种新型准Z源逆变器。分析了其拓扑结构和工作原理,仿真结果表明,与级联型准Z源逆变器相比,该逆变器具有升压能力强、输入电感电流纹波小、电容电压应力小等优点,验证了拓扑的正确性和可行性。     

多级联开关电感型准Z源逆变器研究

针对传统Z源逆变器电压增益低、启动电流冲击大等缺点,提出一种基于多级联的开关电感型准Z源逆变器,该逆变器是将传统的准Z源逆变器输入端的一个电感用级联的开关电感单元来替代,这样不但可以提高逆变器的升压因子,而且可以减小传统准Z源逆变器中出现的启动冲击电流,同时这种逆变器的控制方法简单,采用直接升压控制方法.在理论分析的基础上,通过仿真,验证了这种拓扑的优点.     

一种新型Z源逆变器

为了提高逆变器直流侧输出电压,提出了一种新型Z源逆变器。该拓扑结构将Z源网络中的传统电感用开关电感代替,并且将两个开关电感型准Z源逆变器并联构成升压模块。讨论了该电路的工作原理,并用MATLAB软件进行仿真验证。仿真结果表明:该拓扑结构在较短的直通时间内升压能力更强,有效地减小了Z源网络中一个电容的电压应力,达到预期设计的目的。     

电源嵌入式开关电感Z源并网逆变器设计

Z源逆变器能够克服升压与逆变不兼容的缺点,但其升压能力却受逆变电路中调制因子的限制,不能充分发挥其优势。而现有改进技术在提高升压的同时,相应的增加了器件的耐压等级与成本,针对这一不足,通过结合电源嵌入式的改进思路,提出了一种具有高增益、高容错性能的电源嵌入式开关电感Z源逆变器拓扑。与Z源逆变器相比,不仅升压能力得到大幅提高,还具有更加严格的对称结构,并且降低了电容应力与启动时的冲击电流,从而减小了逆变器的成本和体积。除此之外,还可在光伏发电系统中运行于单电源开路、短路以及双电源电压不平衡等工况中。最后搭建了其光伏并网仿真模型,并在StarSim HIL实验平台进行了验证,实验结果验证了逆变器的正确性与可实现性,能够更有效地完成并网逆变工作。     

开关电感型级联准阻抗源DC/DC变换器

针对传统准Z源自身存在的不足,设计并提出了一种开关电感型级联准阻抗源DC-DC拓扑结构。分析了电路的基本结构和工作原理,利用伏秒平衡原理推导了电路各部分的电压关系。与普通的开关电感型电路拓扑相比,这种电路结构具有较高的升压功能;而且电容器电压应力明显改善,给出了MATLAB/Simulink仿真分析结果。最后通过以DSP为核心的实验电路进行了实验验证,仿真和实验结果均验证了该电路的可靠性和可行性。     

基于最大化3次谐波的准Y源逆变器控制策略

与Y源逆变器相比,准Y源逆变器具有输入电流连续、元件额定值低等优点.将传统的简单升压及3次谐波控制策略应用于准Y源逆变器时,均存在电容电压大、电感纹波电流大的问题.针对该问题,提出基于最大化3次谐波的准Y源逆变器控制策略.对简单升压、3次谐波及最大化3次谐波控制策略进行仿真及实验比较,结果表明:相对于其他2种控制策略,最大化3次谐波控制策略能提高直通占空比、增强系统升压能力、提升直流母线电压的利用率,同时能减小电容电压和电感电流纹波.     

准Z源逆变器的小波调制方法

提出一种适用于准Z源逆变器的小波调制策略,通过改变传统小波调制采样点位置,增大直通占空比的调节范围.将直通矢量分为两等份,分别插入采样时刻两端,使其不需额外增加开关频率,且理论上可获得最大恒定直通占空比.对所提小波调制与两种传统准Z源逆变器调制策略进行比较,对准Z源逆变器不同调制策略的升压能力、效率、谐波、调制比进行了系统的理论分析,最后通过仿真对所提方法进行验证.理论与仿真均表明,所提小波调制具有谐波小、电压利用率高、升压能力强等优点.     

多种阻抗网络升压变换器拓扑结构优化研究

传统Z源升压变换器存在输入电流断续,冲击电流过大,升压能力不足,电容稳态电压过高等问题。对此,国内外学者相继提出了多种改进型阻抗源升压变换器,这些拓扑结构各异,性能有所差别,难以选出较为理想的拓扑结构。通过对目前存在的多种阻抗网络升压变化器进行简要介绍,对比分析了各种阻抗源拓扑的性能及优缺点,并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真波形分析,综合考虑各种阻抗源拓扑性能、成本等优缺点,得出较优拓扑。     

基于准Z源逆变器的光伏并网控制

针对光伏电池工作时受光照强度、环境温度影响而导致输出电压具有较大波动性这一问题,构建了一种基于准Z源逆变器的光伏并网系统,并采用两级自然坐标控制,通过调节准Z源逆变器的直通占空比来控制直流侧电压稳定;同时,在abc自然坐标下实现对准Z源逆变器的有功和无功的独立控制,避免了参数不准确导致的电流解耦不彻底。对运行中出现的光伏电源输出波动进行的仿真和dSPACE实时控制实验表明,采用该控制策略的基于准Z源逆变器的光伏并网系统能有效抑制光伏电池输出电压波动对并网的影响,向电网输入更高质量的电能。     

基于SVPWM控制的T型逆变器的研究

由于Z源逆变器的输出电压具有较宽的输出范围,谐波含量较少,可以完成单级并网,在电能变换系统中多有应用。为了进一步提高电压增益和减少谐波含量,提出采用T源逆变器对Z源逆变器的电路拓扑进行改进,其特殊的T源网络减少了无源器件的使用,采用改进的SVPWM技术控制T源逆变器,在Matlab/Simulink下进行仿真实验,仿真结果验证了该逆变器拓扑的优点。     

高功率光伏应用的多级Z源/准Z源逆变器拓扑的比较

讨论了2种现代拓扑结构的多电平变换器(或者逆变器),适用于高功率的光电应用,提高了效率,降低了总的谐波失真(THD).相对于传统类型的逆变器而言,多级逆变器表现出以下优点:在使用低开关频率时依然可以提供比较高质量的电能输出,决定了开关损耗、谐波滤波器的大小.通过分析多级Z源/准Z源逆变器拓扑结构,比较它们的效率、THD、所需半导体器件的数量,在相同的条件下使用MATLAB/Simulink对这2种拓扑结构进行模拟仿真,根据结果选择其中更合适的多级拓扑结构.     

准Z源逆变器耦合电感电流纹波抑制及电热分析

准Z源逆变器拥有一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,并具有特殊的升降压功能.电感是其阻抗网络中的核心元件,在设备中占有较大比重,使用耦合电感能显著减小其尺寸和重量.本文提出了一种耦合电感的新型设计方案以减小准Z源逆变器的输入电流纹波,重点分析了耦合电感的损耗以及温升问题,给出了磁芯与绕组损耗以及热的解析表达式.基于Ansys有限元软件搭建了多物理域联合仿真模型以及搭建了一台6 kW的准Z源逆变器样机进行仿真与试验验证.     

Δ源逆变器的小信号建模与无源器件参数影响分析

Δ型电抗源逆变器把耦合电感网络引入Z源逆变器,不仅保留了传统Z源逆变器的优势,在实现更高电压增益、减少开关管电压应力等方面也具有更加优良的性能,更适合应用于大功率及新能源并网系统中。论文详细介绍其工作原理,利用小信号建模法对电路进行了建模,借助软件仿真研究了电路无源器件对系统性能的影响,进而给出了相关器件参数选择的依据。实验结果表明,理论分析结果是准确的和可信的。     

交错并联准Z源直流变换器的研究

传统变换器由于拓扑本身结构限制,升压能力有限,需要将多级变换器串联来实现高升压,降低了工作效率及系统容错率.针对该缺点,提出一种交错并联准Z源DC-DC变换器,将交错并联应用于准Z源直流变换器中,集交错并联的扩容、降纹波优点和高电压增益优点于一身.详细研究了变换器的基本工作原理,分析了工作状态,并根据基尔霍夫电压及电流定律,推导了电压增益及器件应力.通过搭建一台38 W的实验样机,验证新型拓扑理论分析的正确性和可行性,结果表明,该变换器在实现高电压增益的同时,极大地减小了电流纹波及电容容值和体积.     

改进的动态电压恢复器

针对目前动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)补偿能力有限、储能电容较大等问题,提出了一种改进的DVR拓扑结构.新的拓扑结构通过一个二极管不可控整流器从负载侧上获得能量,再利用升压斩波电路的升压特性,把直流侧电压稳定在一定范围内,保证在电网电压发生跌落严重的情况下,逆变器仍能正常维持工作.它可以有效地控制逆变器直流侧电压稳定,增大了补偿电压的范围,延长补偿时间,从而提高DVR的补偿能力.本文详细介绍了改进的拓扑结构主电路,对boost的功能和参数设计进行了分析.最后通过仿真实验来证明提出的新型DVR系统可行性.     

基于简化型Z源逆变器的优化调制策略研究

在对简化型Z源逆变器进行理论研究的基础上,参考传统单相SPWM调制策略,应用Z源逆变器简单升压控制原理,研究了优化型SPWM调制方法,并通过MATLAB仿真软件验证了优化型调制策略的有效性.     

基于SVPWM的Z源三电平逆变器升压能力分析

单级结构的Z源三电平中点钳位式逆变器将升压和逆变两个环节结合在一起,结构简单且效率高．文章对这种逆变器的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法进行了分析,指出逆变器在这种脉宽调制方法的作用下升压因子和调制因子存在相互制约的关系,从而限制了电压增益的最大值,影响了逆变器的升压能力,需进一步改进．仿真结果证明了理论分析的正确性．     

EL模型三电平并网逆变器无源控制

为解决“T”型三电平并网逆变器非线性控制问题,根据其拓扑结构,建立了欧拉-拉格朗日数学模型.基于EL模型和无源控制(PBC)理论,通过对系统注入阻尼设计系统的无源控制器.该控制器能够使光伏并网逆变器d-q轴电流解耦,实现网侧单位功率因数、电流低谐波;同时,使并网逆变器具有良好的动态、静态特性.仿真实验结果表明本文设计的无源控制器是可行的.     

基于Z源逆变器的两种控制策略对比研究

文章对Z源逆变器的工作原理进行了分析,验证了Z源逆变器的升降压能力。对传统电压源型逆变器和电流源型逆变器与Z源逆变器的性能进行了对比,最终验证了Z源逆变器的整体性能优于传统逆变器。通过分析对比恒定直通占空比和最大化直通占空比两种PWM控制策略,得到两种控制策略下的最大直通占空比的大小,以及开关管最大电压应力的大小,为不同场合的不同控制策略控制提供了依据。     

基于LLCL型并网逆变器的复合控制方法

LLCL（电感-电感-电容-电感）型并网逆变器因存在串联谐振支路,能够极大地衰减开关频率处的电流谐波成分。在两相静止αβ坐标系下,采用双闭环控制策略对并网电流直接进行控制。比例复数积分控制能实现交流信号的无静差跟踪,但其动态性能差,准比例谐振控制不仅能实现对交流信号的控制还能保留一定的带宽。故外环采用比例复数积分和准比例谐振控制并联的新型控制策略,内环采用电容电流反馈的有源阻尼方法抑制LLCL逆变器存在的谐振问题。最后基于RT-LAB搭建了半实物仿真实验平台并建立LLCL型并网逆变器模型,通过半实物仿真实验验证了控制策略的可行性。