基于RCP实时仿真的三电平H桥直流变换器实验平台设计

三电平以及多电平拓扑结构的变流器已经广泛应用于分布式发电,高压直流输电等领域,而实时仿真为变换器的研究提供了一种新颖的研究手段。本文基于RT_LAB构建了三电平H桥直流变换器快速控制原型(Rapid Control Prototyping,RCP)实时仿真实验平台,介绍了其基本结构及软硬件设计过程,在此实时仿真实验平台上开展了三电平H桥直流变换器不同工况下的仿真,与离线仿真结果对比,吻合情况良好,验证了实时仿真实验平台设计的合理性。     

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。     

基于开关电容单元直流侧电压自均衡多电平变换器

文章提出一种由级联H桥(CHB)以及开关电容(SC)单元构成的模块化多电平变换器,所提出的变换器具备SC单元直流侧电压自均衡的能力,实现了 13电平的电压输出,负载上的输出电压质量好、总谐波失真含量低,与传统的非对称级联多电平变换器相比,只需要单个直流源便能获得多个电平的交流输出.仿真结果验证了所提拓扑的正确性.     

一种大功率三电平H桥直流变换器开关函数建模

开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿真研究,并与Simlink库自带的H桥逆变器模型仿真结果对比,验证开关函数建模的有效性。     

船用直流变换器模式识别的自动控制机制

在常规的直流变换器模式识别自动控制过程中,所产生的电流纹波较大,会对后级造成干扰。为此提出直流变换器模式识别的自动控制机制研究。将多个直流变换器模块并联,调制相参数比范围,达到均流均功率,计算变换器组的平均输出值,抑制移相占空比,维护其正常运行,分析识别控制时序,加快动态响应,减小开关损耗,优化控制环路设计,调节系统带宽情况,实现输出电压值的精准控制,快速跟踪电感电流情况,检测数值变化,达到模式调节作用,至此完成直流变换器模式识别的自动控制。设计仿真对照实验,验证其控制效果,对照结果表明,所提出的自动控制机制能够较好抑制电流纹波变化,减小对后级工作的干扰,弥补常规机制的控制缺陷。     

船用690 Vac基于飞跨电容三电平的Buck/Boost双向变换器的预充电控制策略北大核心CSCD

[目的]针对基于飞跨电容三电平的船用690 Vac双向变换器,为使其能稳定启动并过渡到正常工作状态,必须对飞跨电容进行预充电,因此提出适应于飞跨电容三电平的基于单管控制的预充电策略。[方法]控制基于飞跨电容的三电平外管的通断,对飞跨电容进行高效、快速预充电控制。[结果]将预充电控制策略应用于690 Vac双向变换器,Buck模式于1 s,Boost模式于5 s内完成飞跨电容的预充电,预充电结束后飞跨电容电压保持为高压侧电压的一半,输入侧电容电压保持为输入侧电压。[结论]经过试验验证,所提出的基于飞跨电容的三电平外管通断控制的预充电策略可应用于690 Vac双向变换器装置,不需要外加预充电功率器件,既简化了拓扑,又确保飞跨电容的可靠、快速预充电。     

基于模块化多电平拓扑的双向DC/DC变换器研究

讨论了一种基于模块化多电平拓扑的双向直流变换器,这种电路继承了模块化多电平转换器的优点,具有容易模块化和冗余设计等优势。同时分析了这种电路的拓扑以及调制方法,并对其中的两种调制方法进行了仿真实验。     

全桥直流变换器的RBF神经网络控制技术研究

针对船舶直流区域配电系统中全桥直流变换器精确数学模型难以建立、经典控制系统设计困难的问题,提出了全桥直流变换器的RBF神经网络控制的方法和步骤,并建立了仿真模型.仿真结果表明,在全桥直流变换器输出电压的控制方面,RBF神经网络控制与经典PID控制相比优势明显.最后,提出了进一步的研究方向.     

三电平中点电压平衡PWM控制策略研究

多电平PWM控制技术是多电平变换器研究的核心内容之一。基于传统两电平PWM技术的研究经验，经过近十几年的发展，多电平PWM控制技术己形成了几类不同的实现方法，同时新的控制方法还在涌现。但一直以来多电平的电压平衡控制就是研究的热点。本文提出了两种基于三电平SVPWM的中点电压平衡控制方法，详细介绍了每种算法的具体操作过程，并给出了改进的思路。     

直流变换器模式快速识别PI自适应控制策略

针对三电平H桥直流变换器在传统的PI控制下,受到电流连续模式和电流断续模式切换大扰动时动态性能较差的问题,提出一种新颖的模式快速识别PI自适应非线性控制策略。采用状态空间平均法和开关网络平均法,建立变换器在2种模式下的数学模型,并设计了数字控制器。控制器有效提取了电感电压特征,能在一个开关周期内对模式进行快速识别,克服依据电感电流检测模式速度慢且准确性不高的问题,从而根据模式实时改变PI参数以实现最佳的动态性能。将新型控制策略和传统PI控制进行对比实验研究。实验结果表明,变换器在突加50%负载工况后,采用新型控制的输出电压最大跌落较传统控制降低25.2%,从而验证了该新型控制策略的可行性和有效性。