电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

电工技术学报 2011年第S1期杂志 文档列表

新型移相全桥零电压开关PWM变换器1-7

摘要：基本移相全桥零电压开关变换器存在滞后桥臂开关管在轻载时实现零电压比较困难的问题,负载软开关范围受到很大限制,同时,整流管两端会产生严重的电压过冲及振荡现象。本文通过在整流管两端并联有源钳位吸收电路,能有效地抑制整流管电压波形过冲和振荡,钳位回路损耗比较小,从而保证了变换器较高的输出效率。在变压器的一次侧串联饱和电感,利用其特有的临界饱和电流特性,可有效地扩大零电压开关的负载范围。理论分析和实验结果表明,采用次级有源钳位及饱和电感的新型全桥零电压变换器,可实现滞后桥臂零电压开关负载范围。

多电飞机中双级矩阵变换器的改进控制方法8-14

摘要：提出了中频变频电源下双极矩阵变换器(TSMC)的改进控制方法,分析了地面控制方法下产生整流级相位滞后的原因,提出整流级相位的前馈校正方法,采用软件锁相环(SPLL)对变频电源的频率和相位进行检测。仿真和实验表明,SPLL对变频电源的频率和相位检测实时、准确,TSMC直流侧电压波形得以改善。

高效填谷式电池放电变换器及并联控制方法15-22

摘要：通过仿真分析比较了3种升压拓扑的优缺点,选择了填谷式移相全桥拓扑结构,并提出了一种跨导型双环控制的变换器,实现了电池放电变换器(BDR)模块的并联功率输出,设计了均流精度补偿器,提高了并联模块间的均流精度,并由外部电压环保证母线具有良好的动态响应。给出了1500W BDR模块的设计实例,实验结果表明:输出均流精度误差在1%以内,10%载效率为95%,半载效率为98.5%,满载效率大于97%,该并联控制方案及均流精度补偿器具有良好的动静态性能,为大功率的BDR功率扩展提供了有效的技术手段。

宽幅压大功率改进型Buck变换器的实验分析23-28

摘要：重点研究了宽幅压条件下大功率Buck变换器及其软开关的参数设计和优化。通过分析对比得出其软开关实现条件,同时对其他文献中较少提及的软开关电路中谐振电感的作用做了比较详尽的分析,并在此基础上进行了参数设计以及仿真实验;系统测算了宽幅压条件下加入软开关后的系统效率和相关的电流电压参数,验证了该电路能很好的实现主、辅开关管的零电流开通和关断。

基于模块组合多电平变换器的SVG控制策略29-35

摘要：提出了一种模块组合多电平变换器(MMC)应用于静态无功发生器(Static VarGenerator,SVG)的新技术。MMC由于具有公共的直流母线,可以实现四象限运行。又因为其具有良好的可扩展性,故障无损性,故必将成为未来中、高压功率变换的重要研究方向。然而,很少有人对其在静止无功补偿方面进行研究。本文基于MMC电路的特点和基本工作原理,提出一种基于MMC的静态无功生器(M-SVG)及其相应的控制策略。通过一台三电平单相M-SVG样机的小功率实验结果,详细地分析了其动态特性,表明了本文控制策略的有效性以及M-SVG的可行性。

基于IGCT的大功率三电平双PWM变流器的研制36-40

摘要：新型开关器件集成门极换向晶闸管(IGCT)由于其优越的性能在中高压大功率变流器系统中逐渐取代GTO的地位,基于IGCT的大功率三电平变流器在传动领域得到广泛的应用。本文介绍了一套基于IGCT的大功率三电平双PWM变流器的研制工作。该变流器的PWM整流器采用电压和电流的双闭环控制算法,调制方法采用空间矢量脉宽调制算法(SVPWM),以便于实现中点电压平衡控制,变流器的PWM逆变器的调制算法采用SVPWM和特定谐波消除法(SHEPWM)结合。变流器研制成功后进行了系统试验。试验结果表明,采用的控制算法具有良好的性能,变流器达到了设计要求。

车用AC-DC矩阵式变换器闭环控制策略41-48

摘要：针对当前新的42V汽车供电系统发展的必然趋势,提出一种基于42V Power Net的车用双向AC-DC矩阵式变换器,代替了传统的PWM整流电路和DC-DC变换器。在新提出的结构中,不再需要大的直流母线电容。三相交流电通过矩阵式变换器的一级变换就可以得到期望输出的42V直流电,能量传输密度比传统整流电路高。本文采用基于间接空间矢量调制的闭环控制策略,表明了其有效性,确保了输出电压的可调节性和在不同负载下高质量的输入电流。

基于回转器的Buck变换器大信号建模49-55

摘要：提出一种新的DC-DC变流器的大信号建模方法,利用回转器的内在特性,重点研究了基于能量守恒原则的Buck电路的降阶大信号模型,在线性化的同时,也适用于不同工作条件下(如CCM和DCM)的大信号切换,适合系统行为建模及级联系统大信号稳定性分析。仿真和实验结果也表明了该模型能够准确反映电源模块端口特性,验证了其有效性。

矩阵变换器占空比矢量理论及调制策略56-64

摘要：基于占空比矢量理论,对矩阵变换器电压型调制策略进行了理论研究。为研究多种调制策略的内在本质关系,引入了占空比矢量的概念,得到了计算占空比的通用算法,深入研究了占空比矢量的几何表述及特性;详细讨论了零序矢量对输出相电压、线电压、调制比和换流次数的影响;将占空比进行分解,重新选择调制顺序,每个调制周期由7段占空比组成,对应3个零矢量开关状态和4个静止矢量开关状态,得出采用占空比矢量描述的空间矢量调制法是传统空间矢量调制法配置3个零矢量的一种形式;分析了空间矢量调制法与AV调制法、改进的AV调制法、双电压调制法之间的相互关系;最后进行了仿真实验。

单开关二次型DCM Buck变换器65-70

摘要：单开关二次型DC-DC变换器采用一个功率开关管实现两个变换器的级联,拓宽了变换器的输入到输出的电压传输比,减少了驱动电路,提高了变换器的效率。相比于传统Buck变换器,二次型Buck变换器工作于DCM模式时有三种不同的工作模态。本文分析了三种工作模态下单开关二次型Buck变换器的工作原理,建立了其平均状态空间等效模型,研究了其稳态特性及各参数之间的关系,最后通过仿真及实验验证了理论分析的正确性。

辅助变流器整流输出电压的建模分析以及抑制71-76

摘要：为了解决低地板车中移相全桥变换器整流输出侧振荡尖峰电压过高的问题,首先深入分析了电压尖峰的构成,指出其由3部分组成,并针对其中2部分进行了深入分析。然后选择合适的RCD吸收电路结构,根据电路等效原理,对整流输出电压进行了建模分析,并推导出合理的吸收电路参数。最后采用所建立的数学模型和推导的吸收参数在Matlab中进行仿真验证,并用实验样机对理论模型和仿真进行了验证。

基于功率解耦的高功率密度单相整流器77-82

摘要：单相整流器会产生二次脉动功率,进而使直流母线电压出现二次脉动。一般采用很大体积的电容、电感构成谐振电路,来消除直流电压的二次脉动,但降低了整个系统的功率密度。本文基于功率解耦,提出了一种直流有源滤波方案,大大减小了滤波电感、电容,直流母线上只需要很小的支撑电容来滤除开关纹波。仿真表明了所提方法的正确性。

DC-DC变流器带恒功率负载动态响应分析及级联系统稳定性预测83-90

摘要：分布式多变流器模块系统广泛应用于航空航天、通信以及舰船的直流分布式电源系统中。尽管每一个标准模块都能稳定可靠运行,但由于模块间复杂的相互作用,系统还是会出现不稳定的情况。目前级联系统小信号稳定性已经得到了较为深入的研究,但大信号级联稳定性问题尚缺乏系统研究。本文在将后级变流器等效为恒功率负载的基础上,定量分析了前级变流器电路参数对系统稳定性的影响,给出了前级变流器电路参数的设计准则,并推导出保证前级变流器稳定工作的情况下所能承担的最大恒功率负载值。该结论可以为级联系统前、后级模块的匹配提供依据,确保模块级联后可以稳定工作,节省了选择模块时反复验证的计算过程,大大提高了设计效率。

LCL滤波的三相电压型PWM整流器无传感器有源阻尼控制方法91-96

摘要：三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中考虑了由于PWM更新引入的一拍延迟。仿真结果验证了所提出的有源阻尼控制策略的有效性

55kW软开关模块化逆变器在高温混合动力电动汽车应用上的效率评估97-101

摘要：介绍了55kW三相软开关逆变器在混合动力电动汽车高温条件下的工作情况。高度集成的软开关模块的应用减少开关及导通损耗。在冷却液25～90℃范围内,通过感性负载和电机功率试验对逆变器的工作效率进行了详细评估,试验结果表明,逆变器转换效率峰值可达99%左右,在低速和较高温度条件下略有下降。为了确保测量的准确性,采用双室差热量系统对软开关逆变器进行转化效率测试。通过长时间测试,转换效率始终在99%及以上。在不同温度及测试条件下的高效率,表明软开关逆变器运行可靠。

光伏并网逆变器的直接预测控制策略及其DSP实现102-106

摘要：逆变器是光伏并网发电系统的核心设备之一,本文提出了一种用于单相光伏并网逆变器的并网电流所需占空比预测控制策略。该方法是在逆变器状态方程的基础上,推导出实现单位功率因数并网运行的占空比控制函数,从而直接对光伏并网逆变器的输出电流进行控制。该方法的特点是把光伏电池输出的直流电压,电网电压引入占空比的计算中,能有效地防止光伏电池输出电压容易波动的影响,同时实现了电网电压的前馈。另外整个系统中不需设计常规并网逆变器控制策略中的PI控制器,使得控制结构简单,系统的动态响应快。仿真和实验结果证明了该方法的有效性和实用性。

采用LCL滤波的三相并网逆变器107-112

摘要：LCL滤波器相比LC和L滤波器,在相同的电感体积下高频衰减效果好,与电网的连接,呈感性,可以抑制电网与电容相连时冲击电流的影响。但LCL滤波器易发生电压或者电流谐振产生尖峰,影响系统稳定性。本文采用的分裂电容法的并网控制策略可将采用LCL滤波器的并网逆变器系统由三阶系统简化为一阶系统消除谐振。针对孤岛问题,本文基于反孤岛测试系统提出了注入扰动电流到q轴的检测方法,根据孤岛条件下扰动电流的注入导致公共耦合点处的频率发生偏移进行孤岛判断。在Matlab/Simlink基础上进行了仿真验证了分裂电容电流控制的正确性,而孤岛检测方法在150ms内检测到孤岛状态,满足了UL规定的2s内孤岛检测要求。最后搭建了10kW样机进行了实验。结果表明:分裂电容的控制策略在保证并网电流具有较高的功率因数和较低的谐波含量的基础上使系统简单易控制。

新型光伏三端口逆变器113-117

摘要：为克服传统的独立光伏发电系统存在能量管理复杂、所用开关器件多等缺点,提出一种新型独立光伏三端口逆变器及其能量管理控制策略。系统由光伏模块、蓄电池、升压电路、双向充放电路、双绕组隔离逆变电路及负载组成,具有光伏模块的升压和最大功率点跟踪、蓄电池的双向充放电和逆变隔离的功能。根据光伏模块和蓄电池的工作模式和工作状态,分别控制单向、双向及逆变电路使光伏模块和蓄电池协调工作,确保系统高效稳定的工作。通过Matlab/Simulink对系统进行仿真,仿真结果验证了所提新型独立光伏三端口逆变器正确及其有效。