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.     

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。     

三电平四象限变流器的控制仿真研究

针对单相三电平变流器采用瞬态电流方法进行四象限控制,使其既能工作在整流状态,又能工作在逆变状态;并且直流电压稳定,人端电压和电流是同相位或反相位的.同时,控制三电平变流器必须要考虑直流侧电压的中点平衡问题,控制方法是根据直流侧上下2个电容差及中点电流反馈值进行分析,然后对于那些不利于中点平衡的PWM脉冲进行矫正,从而控制中点电压的平衡.     

三电平逆变器中点电位控制算法研究

介绍了中点箝位型三电平逆变器的工作原理,根据其特有的拓扑结构分析了PWM调制方法,针对直流侧电容中点电位漂移的问题,提出了每相调制波叠加零序电压分量的控制策略。最后对该控制策略进行Matlab仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。     

轨道车辆三电平储能充电多模控制策略研究

针对轨道车辆储能系统充电时间偏长的问题,提出一种三电平直流变换器多模控制策略.对三电平直流变换器的电路拓扑结构进行分析,总结控制策略的基本要求;提出恒流恒功率恒压多模控制策略,对控制策略状态切换点的选择时机进行系统分析,并对算法稳定性与充电时长进行理论推导;通过仿真实验对比所提策略与恒流恒压、恒功率恒压充电控制策略的充电效果,并进行实物实验验证.研究结果表明:该控制策略在保证储能系统稳定性和安全性的基础上集成了恒流、恒功率、恒压单一充电控制策略性能优势,实现了控制策略平稳切换及电压电流全过程控制,缩短13％充电时长,为储能系统控制策略的选择及实现提供了借鉴.     

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.     

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。     

虚拟零矢量的三相四开关中点电位不平衡研究

三相四开关逆变为三相六开关是逆变的一种低成本控制方案,而三相四开关逆变器存在转矩脉动大、中点电位不平衡的问题。国内外学者对于三相四开关提出了很多控制方法,能够有效地减小电机的转矩脉动问题,但都未能有效地解决电容中点电位的问题。若不考虑电容中点电位补偿问题,则会导致SVM DTC效果变差,影响三相电流的平衡性,增大电机的转矩脉动,严重情况下还会导致停机。从三相四开关逆变器的基本矢量分析,提出一种新的电容电压补偿方案,并与目前的补偿算法进行比较分析和仿真与实验验证,表明通过本文算法补偿后的电机运行具有较好的性能。     

三相三电平PWM整流新技术

三相三电平PWM整流电源具有输出直流电压稳定、功率器件承受压力小、交流侧电流波形正弦度好和功率因数高等特点,其在中、高压交流调速、电力系统等领域的应用越来越广泛。文章从拓扑结构、数学模型和控制方法几方面介绍了三相三电平整流电源的国际国内新技术,重点讨论了三相二极管箝位三电平PWM整流电源的中点电位平衡策略。     

一种考虑中点偏移的 三电平逆变器容错控制策略

对一种具有容错能力的NPC三电平逆变器进行研究。分析传统的SVPWM容错控制算法,发现传统SVPWM容错控制算法会导致中点电位偏移。中点电位偏移会影响电压矢量,进一步导致线性调制区域减小。为了抑制中点电位偏移,提出在合适的扇区补偿参考电压幅值的策略,并给出补偿量的计算方式。最后通过实验验证该容错控制策略能够在逆变器故障后保障逆变器继续工作的同时有效控制中点电位偏移。     

DJ1型机车DC 110V电源重联供电改造

针对DJ1型机车DC 110 V电源因未设计重联供电功能,当DC 110 V充电器故障后造成机车蓄电池电压低,导致机车无法正常运行的问题,对DC 110 V电源主电路、控制电路提出设计和改造方案,提高了机车运行的可靠性。     

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。     

城市轨道交通直流开关柜的国产化探索

通过介绍城市轨道交通直流开关设备特点及国产化现状,描述国产直流开关设备的主要技术性能,给出与国际同类型产品的对比分析,旨在对国产直流牵引开关设备推广应用.     

燃料电池轿车DC/DC变换器

针对燃料电池轿车的特点和设计要求而开发的满足燃料电池轿车需要的DC/DC变换器,具有功率密度大、效率高、可靠性高、体积小、质量轻等特点.采用集中控制、多重并联电路方案很好地解决了多重电路并联的均流控制问题,且简单适用.     

解决DC01型电动列车辅助逆变器起动失效的专用DC/DC升压变换器研制

针对上海地铁DC01型电动列车因蓄电池应急供电后产生电压跌落,造成车辆辅助逆变器起动失效,导致列车丧失运营能力的故障,提出加装专用DC/DC升压变换器的解决方案。介绍了DC/DC升压变换器的研制及其模拟试验和车上试验。试验表明DC/DC升压变换器能确保辅助逆变器正常起动。     

DC/DC升压变换器非线性输出反馈控制

由于ＤＣ／ＤＣ升压变换器的非线性以及由升压带来的非最小相位特性，使得其控制问题遇到了一定的挑战。为改善ＤＣ／ＤＣ升压变换器的控制性能，设计了一种非线性输出反馈控制器。该控制器仅采用系统输出信息作为反馈控制量，结构简单，易于实现，同时，该控制器具有良好的动态特性，并可使ＤＣ／ＤＣ升压变换器的平均系统指数稳定，通过ＤＣ／ＤＣ升压变换顺的仿真结果表明，上述控制方案是可行的。     

城市轨道交通牵引变电所主接线的优化研究

通过分析城市轨道交通牵引变电所牵引整流机组的接入方式、直流进线开关、直流负极开关的设置,推荐一种城市轨道交通牵引变电所的主接线优化形式。     

DC 600 V逆变器输出可并联技术的可行性探讨

针对DC 600 V供电系统存在的隔离和冗余问题,探讨了DC 600 V逆变器输出可并联技术的可行性。     

SS9G机车DC 600V列车供电系统故障问题及改进方案探讨

针对SS9G机车在使用以来DC 600 V列车供电方面存在的问题，着重分析了列车供电机启动故障、集控器故障及接地保护故障并提出了改进意见，阐述了检修及运用过程中应注意的问题。     

基于蓄电池负载DC/DC变换器的数字式前馈控制器仿真分析

采用前馈控制的方式,可以提高带蓄电池负载的DC/DC变换器的动态性能。针对列车上采用的半桥式DC/DC电源装置设计了与其相适应的前馈控制器,并且对该系统进行了仿真。仿真分析表明,这种前馈控制方式能够大大改善系统的动态性能以及稳定精度。