地铁24脉波整流器空载直流侧谐波特性分析

在分析城市轨道供电系统24脉波整流器的工作原理及理想情况下直流侧空载电压的谐波频谱构成的基础上,讨论电网电压不对称和交流电压存在移相误差等因素对整流器直流侧的影响,得到结论:电网电压的负序分量会在整流器的直流侧引入2次低频谐波电压分量,移相角度的误差则会带来12次谐波含量;并以仿真实验进行验证。结论可为直流接触网侧相关设备的滤波参数选择提供参考。     

高速动车组网侧谐波含量放大现象的分析

某型高速动车组型式试验过程中,由于脉冲整流器载波移相逻辑错误导致网侧谐波含量被放大,网压瞬时值增加,影响了同一供电臂下其他动车组的正常工作。通过对测试数据进行谐波分析,结合动车组网侧谐波特性,找出了网侧谐波含量被放大的原因。通过厂家更改脉冲整流器控制软件,成功解决了该型动车组运行时网侧谐波含量过大的问题。     

单相三电平整流器控制方法及中点平衡的研究

介绍了单相电压型三电平整流器的工作原理,对双闭环控制、固定开关频率的电流控制、预测电流控制和改进的瞬态电流控制等常用控制策略进行了分析,指出了它们的优缺点;针对单相三电平整流器的中点平衡问题,探讨了一种电压前馈的中点电位控制方法.Matlab环境下的仿真结果表明,改进的瞬态电流控制法的动、静态性能良好,电压前馈的中点电位控制方法能简单有效地平衡直流侧电容电压.     

带功率因数补偿的单相半控桥整流器(一)

介绍了绘制正弦线电流的开关模式单相半控桥整流器,用它来获得功率因数补偿并保持直流环节电压的恒定.在该整流器中使用4个有源开关,以便在交流端电压上产生单极脉宽调制(PWM)电压波形.与中性点箝位变流器(NPC)相比,该整流器没有箝位二极管也能实现三点式PWM控制.控制电路采用两个控制回路:外部控制回路用比例积分电压控制器调整直流环节电压,采用相位闭环电路产生与电源电压同相的正弦波形来实现功率因数补偿.在内部控制回路中,用基于载波的电流控制器跟踪线电流信号.为补偿由于负载变化所引起的中点电压,控制电路采用中点电压补偿器.该整流器的交流侧可产生3个电压电平,并用计算机仿真与试验结果验证了控制算法的有效性.     

二重化两电平与三电平整流器等效关系的证明

针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流侧电压及其谐波分布、直流侧电压的等效性,并考虑了死区效应对等效性的影响。计算和仿真结果表明:在调制波信号反相的条件下,二重化两电平与单相三电平整流器的交流侧电压与谐波分布规律相同,直流侧电压在额定工况、轻载和重载时亦能与给定电压值保持一致,电压波动在3%之内,死区效应不影响2种整流器的等效关系。通过对2种整流器等效性的理论证明,为2种整流器的选择提供理论支撑。     

十八边形磁链直接转矩控制算法设计及实现

详细分析了现有感应电机六脉冲开关模式直接转矩控制方法的优缺点,在此基础上,提出一种十八脉冲开关模式控制方法,给出基于这种十八边形磁链电压调制直接转矩控制方法的理论分析、谐波处理机理及算法实现方式,并通过半实物仿真实验和样机运行考核,验证了本文方法的有效性.试验结果表明:十八脉冲开关模式直接转矩控制方法能够有效地解决六脉冲开关模式控制方法谐波含量高的问题,因逆变器反射到中间直流回路的谐波明显减弱,使得异步电动机在高速域内的低频转矩脉动减小,控制性能得到较大提高.     

牵引变流器二次谐振回路对系统性能影响的研究

针对牵引变流器直流侧容易产生2倍电网频率的电压纹波问题,分析其产生原因,研究在中间直流回路设计串联谐振电路对系统性能的影响,分别给出直流侧支撑电容器及二次滤波电路元件的设计方法。最后,利用仿真平台和系统高压试验验证得出,通过选取合适的二次滤波回路参数能有效降低二次纹波影响,提高系统运行稳定性。     

具有低次谐波电流抑制能力的网侧牵引变流器算法研究

为了抑制由牵引网谐波电压和直流侧脉动电压引起的单相PWM整流器网侧低次谐波电流,提出陷波器和比例谐振控制相结合的控制算法。电压外环中后置N次陷波器,讨论了陷波器的设计和离散方法,消除直流侧脉动电压的影响。电流内环采用具有抗电网频率波动和相角补偿的比例谐振控制器,通过根轨迹法设计基频比例谐振控制器的参数,根据幅频特性设计谐波谐振控制器,分析电流内环对交流信号的控制能力。仿真验证了该算法正确性和可行性。     

一种基于逻辑运算的三电平四象限整流器的控制算法研究

提出了一种基于逻辑运算的单相三电平整流器的控制算法,引入了4个数字控制信号,通过这4个数字控制信号的组合来选取适当的开关控制模式去控制整流器.仿真结果表明:该种控制算法所控制的整流器具有高功率因数、低电流谐波、直流侧平衡的电压和快速的动态响应的优点.     

带功率因数补偿的单相半控桥整流器(二)

介绍了绘制正弦线电流的开关模式单相半控桥整流器,用它来获得功率因数补偿并保持直流环节电压的恒定.在该整流器中使用4个有源开关,以便在交流端电压上产生单极脉宽调制(PWM)电压波形.与中性点箝位变流器(NPC)相比,该整流器没有箝位二极管也能实现三点式PWM控制.控制电路采用两个控制回路:外部控制回路用比例积分电压控制器调整直流环节电压,采用相位闭环电路产生与电源电压同相的正弦波形来实现功率因数补偿.在内部控制回路中,用基于载波的电流控制器跟踪线电流信号.为补偿由于负载变化所引起的中点电压,控制电路采用中点电压补偿器.该整流器的交流侧可产生3个电压电平,并用计算机仿真与试验结果验证了控制算法的有效性.     

基于多电平变频器的有源电力滤波器

含独立电源的级联H桥多电平变频器具有每个H桥单元结构相同、易于实现模块化设计等优点，因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。在并联有源电力滤波器（APF）系统中，由于直流侧不需要提供有功功率，可充分利用级联多电平变频器的优势及载波相移PWM技术良好的谐波传输特性。提出了一种基于多电平变流器的并联APF系统的电路拓扑结构，并在交直流控制策略和系统参数设计方面进行了分析。仿真和实验结果表明，此系统动态响应速度快、补偿性能良好，验证了理论分析的正确性和实验系统的可行性。     

基于数字信号处理器实现特定消谐脉宽调制控制技术的研究

在大功率交流传动控制中,传统的PWM(脉宽调制)方法输出由于存在低次谐波,会使电流和转矩产生脉动,影响控制精度。以三相电压型逆变器为分析对象,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)来实现特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制技术。该技术是首先根据SHEPWM控制技术的基本原理建立其特定谐波消除中开关角与调制度之间的数学模型;然后通过Matlab软件对该非线性数学模型方程组进行求解,得到对应的PWM单相电压脉冲的输出波形;同时利用dsPACE半实物仿真平台对SHEPWM控制技术进行数字化实现及验证;最后通过试验平台分析验证其输出电压、电流在不同载波比下的谐波消除情况。结果表明:基于DSP实现的SHEPWM控制技术,在实际应用中能够消除低次谐波、减小电流和转矩脉动,并能提高电能控制质量。     

集成谐波阻尼功能的单相光伏发电系统

针对单相LC型并网逆变器与电网阻抗间可能发生的谐振现象进行了研究。为了提高公共连接点电压质量,抑制背景谐波电压在公共连接点的谐振放大,将阻性有源滤波器的功能引入光伏并网逆变器。集成谐波阻尼功能的单相光伏并网系统可有效抑制背景谐波电压的谐振放大,但交直流侧瞬时功率交换会导致直流侧电压出现高频纹波分量脉动。为此,通过引入低通滤波环节和优化电压电流环参数设计,达到了减少直流侧电压纹波对电流环控制影响的目的。理论分析和仿真结果验证该方案的有效性。     

高速动车组四象限双闭环控制参数设计与稳定性分析

动车组牵引四象限变流器输出直流电压存在二倍工频波动、四象限电流含有较多等效开关频率的纹波,对电压和电流检测时常采用硬件滤波电路或数字滤波器进行信号调理,但滤波参数设计不合理会导致控制系统不稳定。为提高400 km/h高速动车组四象限变流器控制稳定性,首先介绍四象限变流器"电压-电流"双闭环控制参数设计原则;其次重点分析电压、电流采样通道叠加滤波环节对闭环控制稳定性的影响,揭示双闭环系统稳定的条件;最后,基于400 km/h高速动车组的仿真结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

高速动车组无拍频控制方法研究

在高速动车组牵引传动系统中,由于单相供电制式的应用,会在单相脉冲整流器的直流输出环路上叠加一个2倍于电网频率的交流脉动电压分量。该脉动电压分量会使牵引电机产生拍频现象,从而导致牵引电机电流三相不平衡、转矩脉动增大等问题。针对这一现象,提出了一种基于频域分析的无拍频控制算法。该算法是在对拍频形成原理及输出电压谐波的理论分析基础上,通过在牵引逆变器输出频率上叠加一个映射直流电压脉动分量函数进行频率补偿,以消除低频谐波分量。结合矢量控制系统,完成了算法的仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该无拍频算法可有效抑制牵引电机拍频现象。     

新型注入式混合有源滤波器的开关谐波抑制技术研究

有源滤波器能否按工作原理实现预期的谐波抑制效果,很大程度上取决于对其开关谐波的有效抑制程度.本文以一种新型注入式混合有源滤波器为研究对象,通过采用三重开关谐波抑制技术:采取复合型电流跟踪控制算法、选用基于随机脉冲位置的SVPWM调制策略、安装优化设计得到的输出滤波器,实现了工程应用项目所提出的开关谐波抑制目标.其分析方法及结论可为其他类型混合有源滤波器的开关谐波抑制研究提供借鉴.     

用于三点式四象限变流器的新PWM方法

叙述了一种在三点式四象限变流器上实施的新ＰＷＭ方法，该方法是在文献（１）中提出的ＰＷＭ方法基础上改进，加入了开关器件的死区时间补偿，并采用了最少开关模式，经Ｓａｂｅｒ仿真器仿真，证明新ＰＷＭ方法不仅对中性点直流电压控制连续而且能较好减少低次谐波，该方法采用实时计算，计算方法简单，易于微机实现。     

兼具柔性直流输电功能的移动式直流融冰装置的研制

介绍了兼具背靠背柔性直流输电(VSC-HVDC)功能的移动式直流融冰装置的设计和试验情况,讨论了该装置的主电路结构,设计了多重化VSC的载波移相控制、PWM整流控制和恒流斩波控制,分析了串联型背靠背VSC-HVDC的控制方法,并介绍了装置的保护策略和试验方案。试验结果表明,所设计的控制方法是正确、有效的,装置完全能满足电网融冰抗灾的要求,并可进行中小功率的柔性直流输电。     

直线感应电机控制调制策略研究

针对直线感应电机控制，提出了一种零矢量载波磁链轨迹PWM控制方法，优化了传统的七段式SVPWM，减小了电机侧电压的谐波含量和电机的转矩脉动。搭建了直线电机控制调制算法，仿真结果证实了该控制方法的可行性。