零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器

提出了一种零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器方案,该辅助逆变器采用双段式变压器电路结构,前段为DC/DC开关电源电路,后段为三相逆变电路,系统采用零电流开关(ZCS)技术进行控制,实现了IGBT上电压和电流开关损耗最小化。试验结果验证了所提出的方案是可行的。     

客车充电电源ZVZCS变换器的数字移相控制研究

通过对全桥直流变换器的几种软开关拓扑结构进行对比分析,研究适合铁路客车DC110V充电电源的变换器主电路拓扑结构及其数字控制方式。针对传统移相控制芯片电路复杂、可控性较差的问题,设计出基于零电压零电流开关(ZVZCS)变换器的数字移相控制电路设计方案,给出闭环控制的原理,并对调节器进行离散的抑制饱和设计。采用模拟及混合信号仿真软件Saber对设计方案进行仿真,然后将按照设计方案研制的数字信号处理器控制板安装在客车DC110V充电电源样机上进行试验,结果验证了设计方案的有效性和可行性,也可在高速动车组上推广运用。     

一种高效率软开关充电机的研究

针对充电机输出电压范围宽、不能在全输出范围内实现高效率的特点,提出了一种软开关充电机。前级采用无桥PFC电路,实现了功率因数校正及中间母线电压的快速控制;后级采用高效率的全桥LLC谐振电路,实现了开关管的零电压开通(ZVS)和整流二极管的零电流关断(ZCS)。在固定中间母线电压时,LLC谐振电路在输出高压或低压时工作在远离谐振频率点而存在效率偏低的缺点,提出了据输出电压来动态调节中间母线电压的控制策略,减小了频率变化范围,提高低压和高压输出时的效率。最后通过一台AC 120 V输入,母线电压DC 200~240 V,输出DC 130~200 V的充电机样机。实验测得充电机额定运行下的效率为91.8%;通过动态调整母线电压测得在130 V输出时整机效率从87.4%提高到90.1%,200 V输出则从89.3%提高到91.0%。     

应用于城轨车辆辅助电源的交错控制Boost变换器电路研究

随着城市轨道交通车辆装备的轻量化、高效化和智能化发展,高频 DC/DC 变换器被广泛应用于城市轨道交通车辆装备电源系统中,Boost 变换器由于结构简单、易于控制等优点,通常作为稳压器件被运用于 DC/DC 变换器前级变换电路中。针对传统 Boost 变换器存在开关功率器件电压应力高、输入电流纹波大等问题,文章介绍一种交错控制的 Boost 变换器,并分析该变换器工作原理和电路性能,推导出在占空比 0D0.5和 0.5≤D1 两种工作模态下的状态平均模型,并通过试验验证理论分析的正确性和可行性,为车辆辅助电源优化提供借鉴。     

基于矢量控制的双有源桥DC-DC变换器

双有源桥DC-DC变换器(Dual Active Bridge,简称DAB)是电力电子变压器取代传统变压器的核心器件,为了提升DAB的动态响应速度,在单移相的基础上,结合两电平PWM模型,提出了一种矢量控制策略。通过将高频变压器高压侧电流变为d-q坐标矢量,对DAB低压侧输出电压和无功电流进行控制。该控制方法可以提升动态响应速度,保证功率平衡并减小损耗。最后,在Matlab/Simulink仿真平台建立了DAB矢量控制模型。结果表明,DAB DC-DC变换器在矢量控制策略下,有更快的动态响应速度,对无功电流有良好的控制效果。     

铁路空调客车8kW充电机的研制

依据《旅客列车DC600V供电系统技术条件》,设计开发新型25T和25G空调客车8kW充电机。8kW充电机主电路由输入电路、全桥DC/DC直流变换器和输出电路组成,采用移相ZVZCS-PWM软开关控制技术和IGBT作为功率开关管。为了提高变换器的效率,选用非晶材料高频变压器实现电气隔离,用隔直电容减小隔离变压器原边电流的变化,采用快恢复二极管组成全波整流电路。试验和装车运行的结果表明:8kW充电机的结构参数选择合理有效,DC/DC直流变换器可在很宽的负载变化范围内实现开关器件的软开关,工作效率高,性能完全达到设计要求。     

地铁车辆辅助逆变器DC/DC 高频隔离电路的设计与分析简

介绍了一种地铁车辆辅助逆变器使用的DC/DC高频隔离电路,其在超前臂上并联谐振电容器以实现零电压开关,在变压器二次侧采用辅助回路以实现滞后臂的零电流开关,从而实现DC/DC全桥电路的零电压零电流软开关。仿真和样机实验结果验证了该电路的有效性和实用性。     

基于模糊PI控制的电动汽车双向DC/DC变换器

电动汽车直流动力源的特殊性和对驱动性能的高品质要求决定车用DC/DC变换器要有稳定的电压、电流输出。针对DC/DC变换器在车辆行驶状态切换过程中呈现的严重非线性问题,提出了电流环沿用传统PI控制,电压环采用模糊PI控制的双闭环斩波控制方案;在分析双向DC/DC变换器工作原理的基础上,根据变换器自身的变结构特性,设计了模糊PI控制器。仿真结果表明,本控制方案可有效提高变换器的鲁棒性,减小输出电压波动。     

电力电子牵引变压器功率平衡控制方法研究

电力电子牵引变压器PETT(Power Electronic Traction Transformer)与传统工频牵引变压器相比具有体积小、质量轻、效率高等优点。针对采用级联H桥和双有源桥式DAB(Dual Active Bridge)变换器的PETT主电路拓扑,首先对级联H桥进行数学建模分析,在此基础上,提出一种基于平均电压调节的直流电压平衡控制方法。同时,通过分析并联输出DAB变换器传输功率不平衡的影响因素,得出其功率平衡原理,进而提出一种基于平均输出电流调节的均流控制方法。构建PETT系统仿真模型,对所提出的级联H桥直流电压平衡控制方法以及并联输出DAB变换器均流控制方法进行仿真研究。设计并搭建2个功率单元组成的PETT实验平台,对上述控制方法进行实验研究。仿真和实验结果相符,验证所提出控制方法的有效性和正确性。     

基于DSP及CPLD的DC600V客车充电机控制系统试验台的研制

针对DC600V客车充电机控制系统调试快速、准确的需求,研制基于数字信号处理器(DSP)及复杂可编程逻辑器件(CPLD)的DC600V客车充电机控制系统试验台。根据充电机的主电路结构、充电机控制系统的作用及测试需求,确定试验台的工作原理。试验台电路主要由DSP核心控制电路、外部显示与控制电路2部分组成。试验台研制的关键技术包括:基于离散采样的脉冲计算;脉冲时间特征值测量和脉冲稳定性的判断及控制。硬件设计包括:采用运算放大器设计脉冲调理电路和可控恒流源电路;采用CPLD设计逻辑控制电路;采用ARM 9芯片设计外部显示电路。测试软件包括DSP测试板程序和显示屏控制板程序。试验台实现了对DC600V客车充电机控制系统的自动测试。     

机车车辆充电机用移相全桥ZVS PWM变换器的设计

为提高传统铁路机车车辆充电机的功率密度,必须提高其开关频率和效率,而简单的提高开关频率会增加功率器件的开关损耗,因此需要采用软开关技术。文章介绍了一种机车车辆充电机的核心部件——加箝位二极管的零电压开关PWM倍流整流全桥变换器。该变换器的优点是可以利用输出滤波电感和谐振电感在宽负载范围内实现开关管的零电压开关,利用箝位二极管可以有效消除二次侧整流管上的电压尖峰和振荡,同时采用倍流整流技术可优化变压器和输出滤波电感的设计。文章详细分析了该变换器的工作原理,利用Saber仿真软件对其进行仿真分析,最后通过一台输入DC540V、输出DC28V/400A的工程样机进行了实验验证。     

三电平地铁再生制动能量储能变流器研究

地铁站间距小,车辆启停频繁,制动时车辆进行再生制动将机械能转化为电能反送至接触网,这部分能量若不能及时被邻近车辆吸收,将会抬升接触网电压,影响车辆正常运行,传统的办法是将这些能量消耗在电阻上,从而造成大量的电能浪费.本文提出一种以三电平双向DC/DC变流子系统和超级电容储能子系统为核心的再生制动能量存储方案及三闭环控制策略,阐述了均压电容型三电平拓扑结构和控制模型,并进行了仿真验证.结果表明,相比于传统两电平双向DC/DC变流器,三电平双向DC/DC变流子系统降低了开关器件的电压应力,提高了输出端等效开关频率,减小了输出滤波电感,降低了噪声,所采用的接触网电压、超级电容电压外环和电感电流内环的三闭环控制策略能够及时响应接触网电压变化,有效控制超级电容的充放电过程,具有良好的动态和稳态性能.整套装置的投入使用可以减少电能浪费,降低牵引变电所的峰值容量预算,减小建设和运营成本,同时在紧急情况下可以作为备用电源供车辆牵引使用,有效提高了供电网的效率和可靠性.     

TMS320F2808在电动汽车充电机中的应用

以TMS320F2808芯片为控制核心,主电路采用移相全桥电路拓扑结构,设计了一台充电机。文章介绍了其系统原理框图及主要功能的实现。实验表明,此设计是可行的,并简化了系统、降低了成本。     

阻抗源逆变器

本文介绍了阻抗源功率变流器(缩写为Z-源变流器)及其实现直-交、交-直、交-交、直-直功率变换的控制方法.阻抗源变流器采用独特的阻抗网络(或电路)将变流器的主电路与电源连接,因而具有分别使用电容器和电感器的传统电压源(或电压供电)和电流源变流器不能实现的独特特性.阻抗源变流器克服了传统电压源变流器和电流源变流器概念和理论上的障碍和限制,提出了新的功率变换概念.阻抗源概念能运用于整个直-交、交-直、交-交、直-直功率变换中.为了描述其工作原理和控制方法,重点分析了燃料电池应用中直-交功率变换的阻抗源逆变器.介绍的仿真和实验结果将证明这一新特性.     

动车组高频充电机软开关技术研究

动车组蓄电池充电机是动车组电气化装备的重要组成部分,动车组蓄电池充电机的软开关研究是实现其体积减小、质量降低、性能优化的重要解决方案。提出一种副边采用无源钳位的移相全桥ZVZCS变换器拓扑;重点分析该拓扑的工作原理,研究基于该拓扑的辅助回路参数优化设计方法,并基于此给出系统最优参数。最后基于充电机特殊运行工况,搭建系统电路模型,通过电路模型仿真,验证该拓扑在车载蓄电池充电机应用的可行性和可靠性。     

一种燃料电池轿车用大功率DC/DC变换器

设计了一种燃料电池轿车用的大功率DC/DC变换器,利用DSP技术构建双闭环控制系统结构,通过4路Boost升压电路并联搭建了变换器主电路,由此实现了对变换器的四重移相升压控制。实验结果验证了该变换器的优点和工程应用价值。     

TYM—1型电压调整器的研制

ＴＹＭ－１型电压调整器是内燃机车研制的新型调压器，该调压器采用了脉宽调制技术，以ＵＣ１８４２为控制核心，设置了与其连接的电压采样电路，电流采样电路，功率开关驱动电路，过压保护续流电路，与电压采样电路相连接的风泵软启动电路以及电源电路，该调压器结构简单，性能可靠，调压速度快，是取代现有的调压器较为理想的产品。     

基于三重化DC／DC变换器的光伏直流微网控制研究

以带有蓄电池单元的独立光伏发电直流微网为研究对象,采用一种三重化DC／DC模块作为接口变换器,提出电压外环、电流内环的双闭环来控制接口变换器。仿真与实验结果表明,三重化DC／DC模块能有效地减小电流纹渡和电流谐波,实现光伏阵列最大功率点的跟踪以及蓄电池单元能量双向流动,稳定了直流母线电压。     

电传动机车控制系统(6)

一、概述第五讲介绍了相控整流电路触发系统,该系统中的一个重要组成部分是移相装置,通常它有两种移相方法。一是用余弦波作为同步信号电压;二是采用同步锯齿波。它们与直流控制电压相比较,即两个模拟电压的相交点,决定了主电路晶闸管的导通时刻(控制角α)。因为同步电压和控制电压都是模拟量,故称为模拟量控制系统。由于两个模拟量都可能受到     

铁路客车DC/DC电源主电路的设计与分析

利用一种新型ZVZCS拓扑对铁路客车DC/DC电源主电路进行设计与分析。仿真及样机试验结果表明,所设计的DC/DC电源能够实现零电压零电流开关功能,完全能满足铁路客车DC/DC电源的技术要求。