统一电能质量控制器串联逆变器改进的研究

在统一电能质量控制器(UPQC)串并联研究的基础上,根据理论和创新模型做出实物的基础上得到启发,在UPQC和MMC理论的基础上,结合它们各自的优缺点构造出新的拓扑结构。新的拓扑结构通过数学模型的建立,利用理论推导证明新拓扑结构理论上的可行性。并在MATLAB/Simulink下进行仿真试验验证,试验数据结果证明其理论的正确性。新拓扑结构MMC-UPQC中的串联部分是由两个并联的串联逆变器组成,并联逆变器与负载相连。因为无源滤波性特有的谐振特性,并联与负载之间连接无源滤波器,利用其谐振特性来提高系统的可靠性。仿真结果显示的波形图表明新MMC-UPQC对电压暂降有很好的补偿能力,并提高公共直流侧Udc的电压,提高系统的安全性。     

基于RT-LAB的PET中间级直流变换器半实物仿真平台设计

隔离型双向DC/DC变换器是电力电子变压器(PET)的重要组成部分,其性能好坏将显著影响整个PET的功能.大功率隔离型双向DC/DC变换器多采用模块化串并联的方式实现.设计过程中存在控制复杂、研发周期长、测试困难等问题.本文基于RT-LAB搭建了包含模块化隔离型双向DC/DC变换器实际物理装置的半实物仿真平台,利用RT-LAB的控制功能及在线参数调试等特点对系统进行优化设计.实现了输入串联输出并联型DC/DC变换器均压均流控制策略.结果表明:该半实物仿真平台是研究模块化DC/DC变换器系统的有效方法.     

电力电子变压器隔离级并联双有源变换器的控制与建模研究

电力电子变压器中隔离级采用多双有源桥变换器模块并联结构时,隔离级需要同时实现低压直流母线电压控制以及模块电流均衡控制,对此,文章提出了采用低压直流母线电压外环和并联模块电流内环的双环控制结构。给出多双有源桥并联系统小信号建模方法,建立多双有源桥变换器并联的小信号模型,分析了电压调节器和电流调节器参数变化对系统特性的影响,为参数选取提供了理论依据。最后通过仿真分析验证了所提控制方法的有效性和建模方法的准确性。     

并联谐振变换器的电路特性分析

为全面揭示具有电容型滤波器的并联谐振变换器的电路特性,首先,对并联谐振变换器的两种工作模式进行了原理分析,建立了相应的数学模型.然后,讨论了两种工作模式下并联谐振变换器的电路特性,指出在电路等效输出电压小于输入电压时,输入电流线性变化.最后,推导了可用于电路元件参数设计的表达式,提出了满足设计需求的并联谐振变换器谐振元件参数的设计方法.仿真结果表明,文中分析与设计方法是正确的.     

耦合电感元件的复功率分析

利用正弦交流电路中耦合电感元件的受控源模型,分析串联、并联耦合电感线圈及空心变压器中耦合电感的复功率及与电源之间的功率关系,直接、方便获得由磁耦合引起的有功功率和无功功率。     

多级H桥并联变换器的谐波分析

在简要分析多重化变换器和多级H桥并联变换器系统特性的基础上,采用傅里叶分解的方法分析了多级H桥并联变换器消除低次谐波的机理,结果表明9个H桥并联变换器可以消除n=18k±1(k=1,2,3,...)次以外的谐波,具有减少对电网谐波污染的优点.最后,给出了PSPICE仿真和系统实验波形.     

UPQC并联变流器频域无源控制策略研究

为了提高统一电能质量控制器(UPQC)中并联变流器的频域补偿性能,本文提出在频域中设计一种多频无源控制策略.采用傅里叶变换技术对其交流数学模型进行频谱分解及多频直流建模,在被指定频率的直流模型上实施所提的控制器设计,理论分析表明该控制策略能够实现对并联变流器的指定频率控制,而且除了适用于三相系统外也适用于单相系统,可实现分相控制.该策略改善了传统在基频模型上设计的无源控制策略在跟踪多频指令信号时控制性能下降的现象.实验结果表明所提的控制策略可将谐波补偿率提高到95%.     

平均电流型并联Buck变换器的建模及滑模控制

根据DC/DC变换的基本原理,在连续导通模式下,依据状态空间法建立了并联Buck变换器的数学模型,在此基础上对变换电路构建了仿真模型。仿真结果与理论分析一致,表明了建模方法的正确性。基于该模型设计了一种并联DC-DC变换电路均流控制器,该控制器使用滑模控制法实现输出电流均流和输出电压调节,仿真结果表明该控制器提高了并联变换器的动态性能,输出电压对负载扰动鲁棒性更强,输出电流均流效果较好。     

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.     

开关线性复合变换低阻输出特性对系统的优化

为了在现有电力电子技术基础上进一步提高功率变换器的综合性能，揭示了一种由电力电子开关电路与线性电路有机结合而派生的开关线性复合功率变换器(SLH)。简述了该类变换器的基本工作原理，列举了并联型和串联型两种电路拓扑及其特点，说明了SLH的低阻输出特性对提高功率变换器静动态性能的作用，并对SLH与典型的PWM LC滤波单元的变换器进行了比较分析，给出了用于电源和传动系统不同负载条件下的测试数据和典型波形。结果表明，SLH在高效与优波兼顾、多类负载适应性和抗负载扰动能力方面具有综合优化性能。     

自动武器机构动力学分析中的机构单元法

本文提出了自动武器动力学分析中的机构单元法,讨论了该方法的基本概念及实施.应用能量法建立了多单元链传动(并联或串联)时自动武器机构动力学方程的一般形式.最后,给出了应用此方法计算多构件传动特性的一个算例.     

基于并联逆的超声波液位传感器故障误差补偿方法

针对过程控制系统(PCS)液位控制单元中超声波液位传感器故障引起的非线性误差,基于神经网络建模方法设计了一种并联逆补偿环节,有效地补偿了故障误差对系统的影响.通过实验分别获得故障传感器与正常传感器测得的液位值,并进行相应的预处理;基于上述离线数据,分别利用LM-BP、径向基函数(RBF)神经网络的非线性逼近特性,设计逆映射中的并联补偿环节;为验证传感器故障误差的补偿效果,基于OPC技术与Matlab搭建了PCS半实体实验平台,将设计的并联补偿环节置于搭建的PCS液位控制单元中进行闭环实验.结果表明,所建方法能有效补偿传感器故障产生的非线性误差,抑制了故障影响在系统中的传播,实体实验也显现了方法的工程可用性.     

整流天线组阵等效模型分析与实验

将整流天线单元等效为一个直流源和负载的串联,以此提出了整流天线串/并联组阵等效模型,得到了整流天线的组阵形式及最佳负载与阵元个数之间的关系.利用所设计的低功率密度应用整流天线单元,通过ADS软件仿真了二元并联阵,并通过实验测试了二元串联阵与二元并联阵.结果显示,并联阵的仿真与实验结果及串联阵的实验结果均与组阵模型基本吻合,从而验证了整流天线组阵模型的有效性.提出了多元组阵的可行性方案,为大规模阵列设计提供指导.     

基于磁通补偿的并联混合型有源电力滤波器

针对高电压系统.提出一种基于磁通补偿并联混合型有源电力滤波器.通过磁通补偿,使并联变压器呈现可控阻抗.基于谐波磁通补偿,并联变压器对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流流入并联变压器支路;基于基波磁通补偿,并联变压器对基波呈现连续无级可调电抗,与无源滤波器相结合构成静止无功补偿器(SVC),实时补偿系统的无功功率.建立了系统的数学模型,进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算.实验结果表明,此滤波方案具有良好的谐波抑制和无功补偿的性能.     

电压反馈型半桥DC-DC变换器动力学特性

电压反馈型半桥DC-DC(VCHB DC-DC)变换器组成的开关电源系统是强非线性系统,为揭示其系统稳定性与电路参数之间的内在关系,对VCHB DC-DC变换器进行了研究.结合其实际闭环控制逻辑,利用VCHB DC-DC变换器精确状态方程,建立VCHB DC-DC变换器仿真模型,采用频闪映射对其状态变量进行离散迭代映射,推导其统一的离散数学模型.对不同参数下VCHB DC-DC变换器非线性特性进行仿真和数值分析,并进行相应实验验证.研究结果表明,变压器变比、滤波电容、储能电感和误差比例系数的改变对VCHB DC-DC变换器稳定性影响大,而误差积分系数和负载的变化对其影响较弱.研究成果可为VCHB DC-DC变换器实际应用时的电路参数选取提供指导.     

高压IGBT串联变换器直流母排设计与杂散参数分析

高压IGBT串联是提高大容量变换器电压等级和容量的有效手段之一,但器件串联带来的复杂机械结构为母排设计与杂散参数建模分析带来巨大的困难,常规的部分单元等效电路(PEEC)方法直接用于该领域难以保证准确性。该文提出了一种应用于提取大尺寸复杂结构母排杂散参数的改进的PEEC方法和结构设计准则,采用分块计算方式建立了母排杂散参数模型。在实际的4.5kV/600A高压IGBT串联试验平台上进行了系列高压大电流试验,在剔除换流二极管正向特性影响的条件下,对比实验和仿真结果分析了母排杂散参数对器件暂态的影响,证明了该方法的准确性与实用性。该设计方法降低了杂散参数,提升了变换器运行的可靠性,并为主动控制创造了有利条件。     

级联型中高压变频器主电路结构及工作原理

级联型中高压变频器将若干个独立的低压功率单元的输出串联,实现高压输出。电网电压经过移相变压器降压后给功率单元供电,每个功率单元分别由输入隔离变压器的一个二次绕组供电,变压器二次绕组之间相互绝缘。功率单元为三相输入的整流电路和单相输出的交-直-交电压源型逆变器结构,将相邻的功率单元串联起来构成单相,三相输出Y型联结。     

基于状态空间平均法的非理想buck变换器CCM模态建模与仿真

精确数学模型是变换器设计、研究的基础,是观察、控制变换器输出特性的前提条件.本文采用状态空间平均法对非理想型buck变换器进行建模,得到其精确数学模型,并通过对matlab/simulink中buck变换器电路仿真验证基于状态空间平均法建模的正确性.     

电池联接方式对燃料电池/燃气轮机混合动力系统性能影响

为了研究不同电池联接方式对混合动力系统性能的影响,应用模块化建模的方法建立了混合动力系统模型.利用该模型分析了电池的燃料和氧化剂都采用串联以及燃料串联氧化剂并联2种不同电池联接模式下燃料电池及整个混合动力系统性能的变化.将所有电池都并联的联接方式作为参考,不同联接方式的结果与参考工况进行了比较.结果表明,将电池的燃料和氧化剂都串联后电池堆可以被更好地冷却,电池堆内的温度分布更加均匀,系统的特性会有明显改善.     

PCHD模型的TNPC-UPQC无源混合控制

为改进UPQC的控制性能,建立并分析了TNPC-UPQC的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,采用基于互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了无源混合控制器,对UPQC进行控制.利用本文提出的无源混合控制器,可有效补偿负载电压和电网电流,使负载电压或电网电流为近似正弦波.在MATLAB/simulink仿真平台上搭建TNPC-UPQC无源混合控制器的仿真模型,对TNPC-UPQC的谐波补偿性能进行了仿真实验研究.仿真结果表明本文提出的无源混合控制策略是可行的.