混合级联 H 桥逆变器的改进型调制策略

针对混合级联 H 桥逆变器,在采用混合载波层叠调制策略时,虽可以解决电流倒灌的问题且逆变器输出电 压的波形质量良好,但逆变器的低压单元会出现功率不均问题,提出了一种改进型混合调制策略;以混合级联九电 平逆变器为例,策略的高压单元采用调制波为正弦波的阶梯波调制;将两个低压单元的调制波分别进行调整再对 其进行脉宽调制(PWM),通过 PWM 调制可以得到两个低压单元各自开关元件的脉冲信号,利用该脉冲信号的对 称性对其进行逻辑运算,重新分配低压单元脉冲信号;首先进行仿真分析,对两种调制策略在同一条件下搭建仿真 模型并运行可得出相应的结果,接着进一步对改进型混合调制策略进行实验验证;通过仿真分析和实验验证可以 证明改进型混合调制策略在保留混合载波层叠调制策略优势的基础上,可减少载波,简化了调制过程,使输出电压 达到倍频效果,还可以在 1 / 2 个调制波周期内解决低压单元功率不均问题。     

基于载波循环的混合级联逆变器功率均衡调制策略

以电压比为1∶1∶2的混合H桥级联九电平逆变器为研究对象,提出了一种基于载波循环的混合调制策略。一方面,该策略可以使得逆变器中每个单元输出的电压极性相同,从而解决了电流倒灌问题和改善了输出电压质量;另一方面,该策略通过1/4输出周期载波交替循环的方法,实现了两个低压单元之间的功率平衡,从而提高了逆变器的使用寿命和降低了逆变器的维护成本。最后,通过仿真验证了该策略的正确性和有效性。     

两单元五开关逆变器的倍频调制及功率平衡方法

为了解决传统两单元级联H桥在正负反向层叠载波移幅脉宽(POD-PWM)调制策略下,存在输出电平数少且谐波含量高的问题,提出了一种两单元级联H桥九电平五开关逆变器新型拓扑结构和改进型POD-PWM倍频调制策略.为了消除两个单元之间功率不均衡的问题,在改进型POD-PWM倍频调制策略的基础上,采用1/2输出电压周期循环交换两个单元开关管驱动信号的方法.仿真及实验研究证明了上述理论分析的准确性和切实性.     

H桥多电平逆变器的新型调制

针对传统PD调制法应用在级联H桥多电平逆变器时存在的输出功率不均衡问题,提出一种基于1/4输出周期载波循环的优化调制策略,使得逆变器各级联单元的输出功率均衡,且开关管的最高开关频率降为原来的一半,降低了开关损耗.该优化调制策略比传统PD调制需要的三角载波数量更少,调制更简单.以四单元级联H桥多电平逆变器为例进行理论分析,并通过仿真实验验证了所提方法的正确性.     

基于功率反馈的H桥级联型整流器电压平衡控制算法

提出了一种基于功率反馈的直流母线电压平衡算法,用于对H桥级联型(cascaded H-bridge,CHB)脉冲宽度调制(PWM)整流器的电压控制。建立了CHB整流器基于平均意义下的数学模型;通过数学分析得到了各级整流器稳态工作时有功功率与调制比之间的关系,依此推出基于功率反馈的电压平衡控制算法,并对该算法的适用条件进行讨论;在MATLAB上进行了4级级联的系统仿真,搭建2级级联的实验样机进行实验研究。仿真与实验结果表明:该算法在满足适用范围的前提条件下,能够实现对多级CHB整流器直流母线电压的平衡控制,且保证电流控制性能良好。     

基于小波包能量熵和随机森林的级联H桥多电平逆变器故障诊断

为了提升级联H桥多电平逆变器故障诊断的准确性和高效性,提出一种基于小波包能量熵和随机森林的故障诊断方法 .首先对级联H桥多电平逆变器的输出电压进行小波包分解,提取小波包能量熵构建故障特征;然后采用主成分分析法对故障特征进行维数约简,以降低诊断模型的训练时间;最后采用经参数调优后的随机森林模型对逆变器故障进行分类诊断.基于Matlab平台,将该诊断策略与传统的基于快速傅里叶变换的SVM(Support Vector Machine)方法以及基于小波变换的BP(Back Propagation)神经网络方法进行对比.仿真结果表明,针对级联H桥多电平逆变器中功率开关晶体管开路故障,基于小波包能量熵和随机森林诊断策略的故障识别率更高,可有效提升故障诊断率至97%左右.     

H桥逆变器的复合控制策略

针对比例积分(proportional integral,简称PI)控制H桥逆变器时出现的问题,将PI控制与幂次趋近律滑模控制相结合,提出复合控制策略.仿真实验结果表明：PI控制下逆变器为倍周期分岔状态,而复合控制下逆变器为稳定状态;相对于PI控制,复合控制能将电压、电感及开关频率稳定域拓展得更广,复合控制对扰动具有更强的鲁棒性,复合控制输出电流的畸变率更小、幅值更接近参考电流的幅值.因此,复合控制比PI控制更具优越性.     

基于混合级联单元的链式SVG的研究

通过对两种主要混合级联多电平逆变结构分析,提出了将直流电压为1E-2E的2H桥-2H桥混合级联七电平单元作为链式SVG主电路基本功率单元,并采用分段载波层叠式PWM控制法和单极倍频三角载波移相SPWM控制法对其进行控制,以改善链式SVG的性能,最后通过MATLAB软件中的SIMULINK进行仿真验证.     

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

针对H桥级联型整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)的电容电压平衡问题,在建立CHBR数学模型的基础上,研究了一种基于PI控制的直流侧电容电压平衡控制策略,采用载波移相调制策略(carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM),理论推导出调制比与有功功率之间的关系,得出该电容电压平衡控制的均压范围。搭建了三模块CHBR的仿真模型和试验样机,试验结果验证了该算法具有较好的均压能力。     

基于H桥级联的半波长交流输电柔性Π形调谐及其仿真分析

针对工程实际的应用,提出了基于H桥级联的半波长交流输电柔性Π形调谐方案,具体包括两组并联调谐器和一组串联调谐器。调谐器能灵活调节各自的输出,以适应输电系统参数和运行方式等变化。在PSCAD中建立了半波长交流输电柔性调谐等值仿真系统,设计了调谐器的容量、级联单元数、功率模块的直流电容值等关键参数,通过仿真分析验证了柔性Π形调谐的可行性、控制策略的有效性以及对系统参数和运行方式变化的适应性。柔性调谐还具有能灵活补偿系统的功率因数的优点。     

基于混合储能系统的双馈风力发电系统直流电压控制策略

风电系统故障及其处理过程中,双馈电机双变流器间会产生不平衡有功功率,导致直流母线电压变化引发电容击穿.基于变流器和直流电容的模型提出混合储能装置中超级电容器和蓄电池的协调控制策略,依据经验模态分解法提取直流侧功率幅值变化的高、低频分量控制DC/DC变换器,进一步计算了混合储能装置的容量约束方法,并通过MATLAB搭建模...     

复合电源蓄能修井机能量管理策略

针对网电修井机在使用时由于井场供电限制导致的变压器过载、井场短时停电以及下放作业能量浪费等问题,提出了以复合电源作为电动修井机的蓄能器,对修井机的输出功率进行补偿,并针对修井作业工况的特殊性,设计了一种基于局部优化的逻辑门限控制策略。利用MATLAB/Simulink建立主要部件仿真模型并对典型工况进行仿真。仿真结果表明,所设计控制策略能够对各动力源的能量进行合理分配,超级电容的高利用率能够更加充分地发挥其优势,降低蓄电池能量流通与功率输出幅值,延长了蓄电池使用寿命。     

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略. 构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑. 整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464 kg/100 km.     

混合动力挖掘机能量管理系统控制策略研究

针对最优控制理论设计的混合动力挖掘机最佳燃油控制策略具有全局寻优计算量大、需提前预知系统所有工况状态的不足,本文提出一种实时最佳燃油能量管理策略,对发动机的"转速-功率-燃油耗率"进行数值建模,在直流母线电压稳定的约束下,计算使发动机高效运行的储能系统功率补偿量,并作为控制决策输出;随后,采用有限控制集模型预测控制实现储能系统在该控制决策下的快速功率控制.仿真验证了该方法的有效性和正确性;工程试验表明,该策略在挖掘机平地轻载、重载旋转工况下的燃油耗量分别为传统机型的82.2%和77.6%,可供实际设计参考.     

低压电网通信信道的理论分析

研究了低压电网通信信道的时变脉冲响应，以线性系统理论为基础，从电力网络中电磁波的传播模式着手，根据信号多径传播的实际特点，推导出了低压电网信道的时变脉冲响应，然后从实际情况出发，利用实际通信系统分辨率有限的条件，得到了脉冲响应的离散形式，有利于进行实验测量和计算机仿真模拟。     

浅析低压供电设计计算

根据低压供电系统的整定计算原则,分析了低压供电设计计算中遇到的问题,提出了利用新设备和新技术的优势,解决供电设计中的难题。     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

自主机器人燃料电池多能源动力系统

为解决传统蓄电池机器人能量密度低、充电时间长等问题,采用质子交换膜燃料电池与镍氢电池混合构成自主机器人多能源动力系统的方案,并对动力系统拓扑结构及优化目标进行了分析.分别设计动力系统在启动、加载、制动及匀速运动工作模式下的能量流控制策略,并根据机器人运行轨迹及实时运行状态切换各模式下相应控制器对系统进行控制.仿真结果表明:多模型控制能提高整个动力系统的经济性,且燃料电池得到了保护.     

中频稳压电源设计

在无人机电网络实验中,中频交流电源的应用非常广泛,目前能够生产制造此类产品的主要是美国的TI等公司,由于美国严格禁止对我国出口高科技类产品,导致中频电源成为制约我国无人机使用的一个重大因素,所以该电源的研制具有重要意义。中频交流稳压电源是一个庞大的系统,主要根据实际需求,基于直接数字频率合成原理的中频交流电源设计方案,并重点介绍采用PID技术,保持输出电压稳定。最后实验表明,该设计方法效果良好,信号稳定性好、线性好并且失真度小,实现了需求所设定的目标。