电压型三相H桥逆变器直流支撑电容容值优化

直流支撑电容是电压型逆变器的重要组成部分,其选型直接影响到逆变器的电气性能以及整机功率密度。针对三相H桥逆变器,提出了一种通过相间载波移相减小支撑电容谐波电流的方法。采用开关函数法和双重傅里叶级数分析了逆变器支撑电容电流的主要谐波成分,给出了优化电容容值的计算方法。通过仿真对比相间载波移相前后,保持直流母线波动幅值一致的同时,可以较大幅度减小支撑电容容值。     

2 MW城轨交通再生制动能量存储装置设计与实现

地铁列车在制动的过程中,再生制动能量通过机车变频装置回馈到直流电网,致使电压升高,由于站间距离短,列车启动制动频繁,该部分制动能量非常可观,调查显示,这部分能量一部分被相邻的列车按一定的比例吸收,其它部分被电阻吸收以发热的形式向四周散发,不仅造成了隧道内的温升,同时造成了能量的浪费。针对以上问题,笔者自行设计了一套基于超级电容的2MW再生能储装置,将列车制动的能量吸收并储存起来,在直流网压过低时,将能量释放到电网,保证了直流电网电压的稳定,同时降低了能耗和成本。笔者通过计算对主要的元器件进行选型,并根据型号搭建储能装置的Buck—Boost电路模型进行仿真计算储能装置在充放电时的电压电流波形,分析波形,基本达到了预期的设计目的。     

一种用于波浪补偿系统的超级电容储能装置研究与设计

研究一种用于波浪补偿系统的超级电容储能装置,通过利用双向DC/DC变换器将直流母线与超级电容连接起来,致力于解决波浪补偿后回馈电能的利用问题。选择三相半桥型的非隔离型双向DC/DC变换器作为传输电路,以直流母线电压的变化为参考,通过设计了双向DC/DC变换器的双闭环控制策略,来达到母线电压稳定的目的。当直流母线电压升高,控制超级电容充电,当直流母线电压降低,控制超级电容放电。实验验证了所提出的基于DSP的双向DC/DC变换器的超级电容储能装置控制策略的有效性。     

锂电池在混合动力船舶制动能量回收中的应用研究

针对传统电力推进制动过程中对直流母线电压的影响,制动电阻消耗全部制动能量造成浪费的问题,文中在研究了混合动力船制动回馈机理的基础上,采用锂电池作为制动能量的储能装置,通过双向DC-DC变换器为混合动力船舶提供推力或吸收制动过程的暂态能量,分析锂电池储能系统充放电控制策略,搭建仿真系统.结果验证了锂电池储能系统能够维持直流母线电压稳定,制动能量得到回收.     

单相交流逆变系统直流侧电容电压脉动分析

对于单相交流逆变系统,其直流侧电容电压存在固有的2倍于逆变器输出频率的脉动,本文基于基本电路原理对系统暂态过程中电气量的变化规律进行了分析,总结了系统直流侧电容电压脉动的机理,并建立了仿真模型,对系统直流侧电压脉动的相关典型工况进行了分析。     

舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法

为了提高舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制的精准度和稳定性,提出舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法。通过母线电流中性特征,计算母线直流稳定电流系数与输出电压均值。根据构成的双控点电路的等效阻值与电压衰减系数及母线电压的回馈功率,得到母线两端的平衡电压系数、脉宽电压与其对应的功率值,依据变频器内部滤波抑制参量,发出谐波抑制信号,抑制补偿电流发生高频次谐信号,由此完成舰船中压直流综合电力推进系统变频器对电容电压平衡状态控制、定电压与定脉冲控制与高频次谐波抑制。实验结果表明,提出的舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法精准性高、可行性强,能够显著提高舰船中压直流综合电力推进系统的稳定性。     

电容滤波的三相不可控整流电路的仿真研究

阐述了应用于直流电动机的电容滤波的三相不可控整流电路的工作原理,并给出了带滤波电感和不带滤波电感情况下的工作原理的区别,最后借助仿真软件对其理论进行了比较分析。通过仿真结果分析得到:不带电感的电容滤波的三相不控整流电路在wRC≥(3)~(1/2)时,输出电路出现断续。另外带滤波电感的直流侧输出电压脉动明显小于不带滤波电感的电路。     

一种模块化直流变压器调制策略研究

隔离型模块化多电平直流变换器（IMMDC）是船用中压直流电力系统的关键部件，论文分析了IMMDC方波调制下桥臂压降与直流母线电压、交流侧方波电压幅值之间的关系。在此基础上，推导了IMMDC的平均等效模型，实现了电路直流回路与交流回路的解耦，针对IMMDC直流回路电流振荡问题，在方波调制的基础上提出了一种改进调制策略，在IMMDC系统中增加一个新的可控量来校正直流电流波形，进而稳定模块直流侧电容电压，提高系统的稳定性。最后，搭建了实验样机并完成了实验验证，结果表明改进调制策略能够有效地抑制直流电流的振荡，减小模块电容电压的波动，验证了所提调制策略的可行性与有效性。     

一种新型H桥五电平有源中点钳位逆变器控制策略

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;对于母线中点电位平衡控制问题,提出了修正H桥左右桥臂参考波电压比例分配实现平衡控制,最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证所提控制策略的有效性。     

一种新型H桥式五电平逆变器电压平衡控制

本文提出了一种新型H桥式五电平逆变器,对其工作原理进行了研究和仿真。研究了五电平逆变器存在的直流侧电容电压不平衡问题,并提出了该型逆变器直流侧电容电压平衡控制策略。     

电磁斥力机构中驱动电容参数对触头初始电气间隙的影响

混合型限流断路器采用电磁斥力机构作为机械触头的高速驱动机构,为了进一步提高混合型限流断路器分断的可靠性,本文采用理论分析结合有限元仿真的方法,分析了电磁斥力机构驱动电容参数对电磁斥力的影响。研究表明在电磁斥力机构脉冲驱动电容储能相等的情况下,小容量高充电电压的驱动电容能够使机械触头在运动初期形成更大的开距,提高断路器关断时过电压的承受能力。样机试验结果证明研究结论的正确性。     

电压暂降补偿系统中超级电容临界电压的确定

通过分析当超级电容器的等效串联内阻与负载阻值接近时直流升压电路的特点，推导出该电路的最大升压比表达式，从而确定系统能保证电网电压恒定工作的超级电容器两端的最低电压。最后用MATLAB／Simulink对模型进行仿真，验证了理论的正确性。     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

交直交变频器支撑电容选取原则初步探讨

船用推进变频器一般对设备的体积重量等指标要求较高,即设备的功率密度要求尽量大。本文从船用推进变频器对高功率密度的要求出发,分析了支撑电容的选取原则。通过仿真模型对各种不同拓扑进行详细的仿真分析,并搭建了几种典型拓扑的试验电路,详细分析了试验数据,初步得出了支撑电容选取原则。     

基于Maxwell脉冲脱扣器动态特性的研究

本文基于电磁场理论和Maxwell仿真软件,建立脉冲脱扣器的动态仿真模型。通过仿真分析电容、电压等电气参数以及脉冲脱扣器的结构参数对脉冲脱扣器的动态特性影响,确定电容参数为470μF、初始间隙为7mm。研究结果表明,脉冲脱扣器动铁芯受到电磁吸力随着电压增加而增加,当电压升到220 V时电磁吸力随着电压的升高而缓慢的增加;脉冲脱扣器动铁芯受到电磁力随着电容增大而增加但电磁吸力增加较为缓慢;脉冲脱扣器动铁芯在吸合过程中,动铁芯所受吸力先增大再减小。     

基于混合储能的船舶电力推进系统模糊PI控制策略

针对船舶实际航行过程中因复杂海况造成的电力推进系统中直流母线电压波动问题,构建一种基于混合储能的船舶电力系统模型,该模型由超级电容器和蓄电池组成。根据系统功率频谱确定低通滤波时间常数,并通过模糊PI控制策略实现对功率型和能量型2种储能元件充放电全过程的精确管理,延长使用寿命,有效应对在各种复杂海况下的直流母线电压波动问题。在VS2010上进行编程仿真分析,通过将仿真结果与实际船舶电力推进系统模型运行数据相对比,验证所提出的能量管理方案和控制策略的有效性。     

有源电力滤波器滞环电流跟踪控制策略仿真研究

本文介绍了三相并联型有源电力滤波器的构成,分析了基于三相瞬时功率理论的i-iq谐波检测算法,并且采用PI调节实现直流侧电容电压的有效控制.为了克服电流跟踪控制策略中传统滞环控制的环宽设置对开关频率和响应速度的影响,本文采用一种基于电压空间矢量的滞环控制,有效的降低谐波电流含量及开关频率的同时保证了直流侧电压的响应速度,MATLAB仿真实验结果证明了该控制策略的可行性及良好的补偿性能.     

三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

模块化多电平变换器的两种调制策略研究

调制策略是研究模块化多电平变换器(MMC)的基础,也是影响MMC输出特性的重要因素。本文研究分析了两种调制策略:载波移相调制和载波层叠调制的原理以及在MMC中的实现方法。通过在Matlab/Simulink平台上的仿真,验证了载波移相调制更利于MMC各子模块电容电压的均衡,并且能使MMC获得更好的谐波特性。