基于混合型逆变器控制的船舶电力系统谐波抑制研究

船舶电力系统结构简单容量小,所带的非线性负载复杂,电网中谐波含量较高,对电网和设备带来了危害。以降低谐波为目标,本文采用了一种混合型逆变器控制系统。通过独立地对大功率低开关频率逆变器与小功率高开关频率逆变器进行载波调制,实现了交流驱动与谐波抑制。分析了系统的数学模型,介绍了控制策略。在Matlab软件中搭建了混合型逆变器控制系统的仿真模型,并与传统型逆变器控制系统进行了对比。仿真结果表明:混合型逆变器能够有效减少特征谐波和高次谐波,在船舶电力系统中有良好的应用前景。     

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。     

一种新能源发电并网控制技术研究

在新能源并网发电系统中,为保证并网逆变器并网成功,实现逆变器单位功率因数运行,减小系统所发的电能并入电网后造成电网污染,需要保证输出的电流与电网电压保持同相位。介绍了一种新能源发电系统——潮流能并网逆变的结构和原理,并建立其数学模型,设计了一种锁相环,使输出电流与电网电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB-simulink上建立了锁相环的仿真模型,搭建了并网逆变器整体模型并将锁相环加入系统,仿真结果表明该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行。     

新型船舶轴带发电系统的建模与仿真

采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究内容之一。介绍了新型船舶轴带发电系统的结构及运行原理,设计了PWM整流器、PWM逆变器的控制策略,建立了轴带发电机、PWM整流器及其控制器、PWM逆变器及其控制器以及新型船舶轴带发电系统的Matlab仿真模型,并对轴带发电系统单独发电及并网发电进行了仿真。仿真结果表明建立的仿真模型是正确的,采用的控制策略是可行的,为实际系统的设计提供了参考依据。     

一种大功率三电平H桥直流变换器开关函数建模

开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿真研究,并与Simlink库自带的H桥逆变器模型仿真结果对比,验证开关函数建模的有效性。     

船用双闭环重复控制光伏离网逆变器研究

本文针对船用离网光伏逆变器负载特点提出了一种基于双闭环重复控制的逆变控制技术,即在dq坐标系下对系统进行解耦,并在电感电流内环和电容电压外环基础上附加一个重复控制环。双闭环控制可提高逆变系统的动态特性,重复控制改善了逆变系统的稳态精度。在Matlab环境下建立双闭环重复控制逆变系统模型,研制基于DSP28335的原理样机,仿真和样机实验结果表明该逆变控制策略具有良好的动静态特性和较低的谐波畸变率。     

基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

一种新型九脉冲型三相三电平逆变器

本文提出了一种新型九脉冲型三相三电平逆变器,详细分析了该电路的运行原理。该逆变器具有能够平衡所有开关管损耗的优点,同时采用模糊控制器和比例谐振控制器代替传统的比例积分(PI)控制器,提高了系统的响应速度,在保证系统功率能分别控制的同时减少了系统的复杂性。试验结果验证了该新型逆变拓扑结构的正确性与有效性。     

三电平逆变器驱动电机系统EMC模型建立及传导干扰研究

建立了三电平逆变器驱动电机系统的EMC高频时域模型，包括电机模型、高频导线模型等。通过仿真对该系统的传导干扰进行了分析，仿真结果显示，采用三电平逆变器能够大大降低系统的共模传导干扰。     

一种用于直流幅压供电的多相感应电动机控制策略研究

针对潜艇直流供电系统中换向器幅压直流电动机运行和维护中存在的问题,提出了一体化多相逆变器—感应电动机替代方案。该方案在利用多相结构抑制谐波的同时,能够减少装备体积,并提高可靠性。为了解决蓄电池供电时直流电压幅值变化的问题,引入了特定谐波消除PWM技术对逆变器的输出进行恒压控制。以双Y移30°感应电动机和逆变器为对象,对控制系统进行了初步设计和仿真分析。结果表明,该方案在起动、恒压、抑制脉动转矩方面拥有较好的效果,适用于对运行可靠性和稳定性有较高要求,但对动态性能要求不高的各类潜艇辅机的驱动。     

10kV中压直流电力推进变频器拓扑与控制策略

为了满足10 kV舰船中压直流综合电力推进系统对于高效率、高功率密度中压推进变频器的需求,本文分析了现有多电平拓扑的特性与适应性,提出了两种适用于开绕组多相电机的10kV推进变频器拓扑结构:五电平有源中点箝位(ANPC)/H桥拓扑以及对称混合九电平拓扑。两种拓扑结构使用的悬浮电容和开关器件数量完全相等。本文分析了这两种拓扑的工作原理和调制策略,分别建立了开关函数模型,并得出了母线中点电压和悬浮电容电压在理想情况下均可保持自平衡的结论。分别搭建了这两种拓扑的小功率样机并进行了实验验证。     

三相H桥逆变器输出滤波器的设计

针对逆变器供电时，输出高的dV／dt对电机绝缘寿命产生不利影响的问题，本文采用时域法设计了输出滤波器。在确定输出滤波器结构的基础上，进行了理论分析与设计，并利用Saber仿真软件建立了仿真模型，通过仿真与实验对设计结果予以验证。结果表明，所设计的输出滤波器有效地降低输出逆变器输出dV／dt。     

采用PID和重复控制的逆变器波形控制策略

波形质量是大功率逆变器的重要性能指标,本文推导了单相逆变器的数学模型,分析影响逆变器输出波形畸变的主要因素。介绍了PID控制和重复控制的原理,根据75kVA逆变器的参数与要求,设计了将PID控制与重复控制相结合的控制策略。仿真和实验结果表明该策略获得了较好的稳态和动态效果。     

同步逆变器的设计与仿真研究

本文主要介绍了同步逆变器的基本原理，包括同步发电机的建模、如何将逆变器虚拟成同步发电机、如何通过下垂控制使得同步逆变器能够根据电网电压自动地调节其输出的有功功率和无功功率。最后，利用saber仿真平台搭建了相应的仿真模型并进行仿真验证。     

基于MATLAB的光伏并网发电系统仿真

针对当前光伏并网发电技术中存在的电能质量、谐波等问题,需要研究逆变器的控制策略解决相关问题,本文详细分析了光伏并网发电系统的拓扑结构,介绍各个仿真模块的工作原理,并建立各个模块的数学模型,同时对并网发电系统各个模块进行相应的参数设计。应用MATLAB搭建仿真模型,结果表明搭建的并网发电系统整体方案的可行性与准确性。     

基于智能功率模块的开关磁阻电动机功率电路的仿真研究

本文分析了智能功率模块IPM和开关磁阻电动机功率电路基本原理,提出了将IPM应用到功率电路中的设计方案。借助OrCAD公司的PSPICE10.5仿真软件,设计了仿真电路图。通过仿真波形对电路的功能进行验证,检查电路设计存在的问题,并对其进行修改,最后证实将IPM用到开关磁阻电动机功率电路中的可行性,同时为功率电路的设计及优化控制算法以提高整个系统的性能提供了很好的理论依据。     

基于冗余改进通用型多电平可重构仿真研究

多电平变换技术因具有输出波形畸变小、器件电压应力低以及电磁干扰低等优点而广泛应用于大容量电力电子变换装置。随着电平数的增多,装置拓扑结构和控制复杂性增加,使变换装置的可靠性降低。本文改进通用型多电平变换装置为对象,采用更改触发信号,重构冗余的开关状态,代替故障器件,实现期望的输出,仿真结果验证了所采用方法的有效性。