级联型H桥整流器电容电压平衡的研究

以电力电子变压器中的前端整流器为研究对象,通过单相级联型H桥整流器的等效模型,采用瞬态直接电流控制,将有功电压分量修正的直流电压平衡方法用于单相级联型H桥整流器中。以7电平级联型H桥整流器为例,在Matlab/Simulink中建立仿真模型,仿真结果表明本文所采用的基于有功电压分量修正的电容电压平衡控制是有效的,并且易于扩展。     

模块化多电平变换器的同相层叠PWM策略

针对模块化多电平变换器（MMC）的底层控制策略,提出了同相层叠正弦脉宽调制算法（PD—SPWM）首先,建立了MMC的控制模型,介绍了其运行特征;其次,从理论上分析了PD—SPWM算法的实现过程,并在此基础上,进一步提出了桥臂子模块电容电压平衡控制算法;最后,在1．5MW的五电平MMC柔性直流输电（MMC—HVDC）样机上进行了相应的实验。试验结果表明所提出的调制算法有效,且是综合性能最优的MMC调制算法。     

单相级联H桥整流器无锁相环瞬态直接电流控制

无工频变压器牵引传动系统是高速动车组轻量化的发展趋势。以无工频变压器牵引传动系统前端单相级联H桥整流器为研究对象,取消了网侧电压锁相环,实现网侧电流实时跟踪网侧电压为目的,建立了单相级联H桥整流器的数学模型;根据瞬时有功电流的定义,提出了一种无锁相环瞬态直接电流控制方法,实现了非理想电网电压情况下网侧电流对电压的实时准确跟踪控制;并在此基础上,提出了无锁相环直流侧电容电压均衡控制方法,解决了负载不平衡时直流侧电容电压不平衡的问题。最后,对所提出的无锁相环瞬态直流电流控制方法进行了计算机仿真,仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

三相四桥臂微网变流器的离网运行控制

离网运行是微网系统的重要特征之一,在离网模式下,不平衡负载会导致系统电压的不平衡,并降低微网系统的运行性能。文章选择三相四桥臂作为微网变流器拓扑,并采用正序与负序双同步旋转坐标系下的电压闭环控制策略对负载电压进行调节,以及在此基础上采用三维空间矢量调制(3D-SVM)提高了变流器的直流电压利用率。搭建三相四桥臂微网变流器试验平台,并通过仿真与实验对所采用的控制策略进行验证。仿真与实验结果表明,采用该控制方法能够在负载不平衡的情况下校正负载电压,改善电压质量。     

NPC三电平容错逆变器异步电机驱动系统FCS-MPTC

针对异步电机(IM)驱动系统中NPC型三电平逆变器的某桥臂故障问题,提出一种三相八开关容错逆变器(TPESFTI)控制策略。通过搭建拓扑结构和输出电压模型发现TPESFTI存在直流侧电容电压不平衡的问题,基于此又提出由于延迟补偿的有限控制集模型预测直接转矩控制(FCS-MPTC)策略。FCS-MPTC策略能够利用其目标函数的非线性约束项来抑制母线电容分压不均衡、同时考虑模型控制的运算量和系统迟延等不利影响。通过进行仿真验证,研究结果表明:该控制策略能够确保系统稳定可靠运行,具有良好的动态性能,且有效地抑制母线电容分压不均对系统的影响,验证所提控制策略的可靠和有效性。     

城市轨道交通车辆辅助供电系统研究及其发展趋势

城市轨道交通车辆辅助供电系统是保障列车安全稳定运行和乘客出行体验的重要装置.针对传统工频隔离型辅助供电系统装置体积和重量大的缺点,提出了一种前级采用串入并出Boost级联LLC(电感-电感-电容)谐振变换器,以兼顾宽范围电压输入能力和软开关特性,后级采用三相四桥臂逆变器多机下垂并联控制,以实现集中式供电和带不平衡负载能...     

模块化多电平换流器电容电压均衡策略研究

为了实现模块化多电平换流器电容电压的均衡,在分析了模块化多电平换流器（MMC）桥臂电流构成成分的基础上,对传统的基于比例积分（PI）的外加均衡控制法进行了改进,利用准比例谐振（PR）控制器构建了具有谐波补偿功能的均衡控制内环,最后进行了控制效果的仿真验证。     

基于SPWM调制的三电平四象限变流器研究与仿真

介绍了单相电压型三电平四象限变流器工作原理.在分析了SPWM调制方式和瞬态电流控制原理的基础上,提出了一种直流侧两电容上电压平衡的方法,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真.仿真结果表明:在合理选择电压平衡系数的情况下,该方法不仅能够有效地平衡直流侧两电容上的电压,也能够使开关频率满足要求.     

电压源三相四开关逆变器调制策略简

电压源三相四开关逆变器作为一种故障容错拓扑结构,其负载一相端点接至直流母线中点,利用2个桥臂完成对三相负载线电压的调制。然而在这种拓扑结构下,连接直流母线中点的相电流势必流经上下2只电容,造成电容电压波动。为了尽可能消除由于电容电压波动对调制输出电压造成的影响,文章从输出电压频谱入手分析了造成影响的原因,并且提出了一种新的调制策略来抵消这种波动所造成的影响。调制方案物理概念清晰,计算简单、方便、可靠,仿真和实验结果验证了分析的正确性和方案的可行性。     

基于大容量SVC的SCOTT变压器电能质量治理方案及应用

针对斯科特变压器由于运量增大、主变压器的两相工况差异大而造成的电压波动大、功率因数低、谐波和负序电流大的问题,提出在变压器55 kV侧接1个大容量晶闸管控制电抗器支路和3个固定电容补偿支路,其中晶闸管控制电抗器支路和2个固定电容补偿支路安装于重载臂,而另一个固定电容补偿支路安装于轻载臂。结合其拓扑结构,提出以负序电流最小为目标的多约束无功功率优化控制数学模型,并对其控制过程进行详细分析。实际应用表明:该装置解决了重载臂的电能质量问题,使电压跌落从30%减少到11%,功率因数由0.76提高到0.98;并显著减少高压侧的负序电流,提高了变压器的效率和利用率。     

抑制共模干扰的矢量控制技术研究

通过分析三相四桥臂逆变器工作原理及工作模式,推导出三相四桥臂逆变器共模电压的计算公式,由此提出一种运用于三相四桥臂逆变器的改进型SVPWM调制技术。针对新的调制技术,运用Matlab/Simulink进行建模仿真。仿真结果表明,采用三相四桥臂逆变器改进型SVPWM控制技术在不改变直流电压利用率和输出电流谐波含量的情况下,能有效地抑制变流器共模干扰。     

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。     

三相全波整流器空载过电压及换流过电压研究

通过仿真得出三相二极管全波整流器空载电压与桥臂二极管吸收电容和空载电阻的函数关系,指出电路参数配合不当会导致空载电压超过设备安全及运行电压的限制值;为此,介绍了整流器换流过电压的生成及其限制,分析了直流侧过压吸收阻容在整流器元件换流过程中的作用及其限制换流过电压的作用原理,并得出取消整流器二极管的全部吸收阻容能有效限制空载过电压的结论。     

新型牵引供电系统中MMC变流器环流无源抑制策略

为解决现行电气化铁路牵引供电系统中过分相和电能质量低等问题,介绍一种新型牵引供电系统。利用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电网和接触网之间构建直流网络,由于MMC桥臂之间电压不等,导致内部产生相间环流影响系统运行。本文从能量控制的角度出发,提出一种环流无源抑制策略。建立dq坐标系下的相间环流EL模型,根据无源控制理论证明环流具有无源性;通过注入阻尼的方法,选取适当的无源控制规律,让系统能量实际值快速收敛于期望值。利用PSCAD/EMTDC仿真平台建立三相—单相新型牵引供电系统模型,结果表明:通过改变投入状态的子模块个数来控制能量,使上、下桥臂电压之和趋近于直流电压,达到抑制环流的目的。     

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.     

宜万电气化铁路供电臂末端网压提升技术

为解决宜万电气化铁路供电臂末端电压偏低的问题,对供电臂末端电压低落的原因进行了理论分析,提出在供电臂末端装设动态无功补偿装置的方法来提升网压,探讨了在供电臂末端进行补偿的优越性。该补偿装置由晶闸管相控电抗器(TCR)和固定电容补偿装置(FC)组成,并对该方案的原理、功能特点及实施策略进行了论述。投运结果表明,重载时该动态无功补偿装置能有效地将供电臂末端电压提升了2.5 kV,同时系统功率因数保持到0.99。     

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.     

模块化多电平变流器的最近电平逼近调制策略

简要介绍了模块化多电平变流器(MMC)的拓扑结构和工作原理。由于变流器内子模块串联会造成电容电压不均衡,文章采用最近电平逼近的调制方式,将子模块电容电压进行排序,再根据相应电流的方向确定各子模块的投切状态,以此实现子模块上电容电压基本趋于稳定。仿真结果表明,最近电平逼近的调制方式非常适用于大功率应用的场合。     

12 脉波逆变器快速变压变频控制新算法

提出了一种可实现快速变压变频的新型12脉波逆变器控制算法,以避免目前地铁辅助变流器采用三分频单边调节PWM控制方式进行相位调节时所引起的桥臂电流畸变和电压幅值调节较缓慢的问题。试验结果验证了该方法的有效性。     

三相四桥臂逆变器的研究

为实现三相四线的交流输出,变流器电路采取四桥臂新型拓朴结构。其控制采取了三维电压空间矢量调制,并在DSP数字平台上编程实现,实验验证该系统具有良好的输出性能。