基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器

碳化硅器件的应用能够显著减小电力电子变换器的重量、体积、成本,大幅提升电力电子系统的性能。本文基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器设计,采用电压源型双PWM交-直-交变频器系统拓扑结构,前级整流部分和后级逆变均使用最新一代碳化硅器件,提出有源前端(AFE)变频器系统拓扑结构、整流与逆变系统控制策略,以及主电路参数计算方法。系统仿真和试验结果表明,该设计方式是实现船用变频器高性能、小型化的有效技术途径。     

基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器

碳化硅器件的应用能够显著减小电力电子变换器的重量、体积、成本,大幅提升电力电子系统的性能。本文基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器设计,采用电压源型双PWM交-直-交变频器系统拓扑结构,前级整流部分和后级逆变均使用最新一代碳化硅器件,提出有源前端(AFE)变频器系统拓扑结构、整流与逆变系统控制策略,以及主电路参数计算方法。系统仿真和试验结果表明,该设计方式是实现船用变频器高性能、小型化的有效技术途径。     

DC/DC变换器在船用微电网储能系统的应用

为进一步优化DC/DC变换器在船用微电网储能系统中的运行参数、降低DC/DC变换器的功率功耗,对DC/DC变换器在船用微电网储能系统中的应用进行研究。首先,对DC/DC变换器的工作场景进行状态分析,然后根据状态数据,对DC/DC变换器软开关工作功率范围进行实时分析计算,最后根据功率特性数据建立功率控制模型,得到最小功率损耗数据,从而完成应用研究。通过数据仿真代入的方式,对设计的模型进行有效性验证,从而证明该模型的可行性。     

船舶用矩阵变换器

介绍矩阵变换器拓扑结构、工作原理、相关技术以及在世界船舶工业中的研制和应用情况.指出矩阵变换器拥有CYCLO和PWM变频器二者的优点,它有可能最终取代CYCLO、PWM,成为电力推进的主用变频器.     

船舶电力推进系统的变频功率限制研究

由于船舶电力推进系统变频器功率过大,导致推进效率低,为此提出船舶电力推进系统的变频功率限制研究。采用三相二极管两并两串的方式干扰变频器的功率输出,增加负载电阻,将变频器的功率确定在合理范围内,利用功率限制算法,对输出功率进行限制,实现船舶电力推进系统变频器的功率限制。仿真实验结果表明,变频功率限制方法比传统功率限制方法的功率限制效率高出23%,具备极高的有效性。     

基于公共直流母线的挖泥船绞车变频控制系统

通过对基于公共直流母线的多变频器系统构成和功能等的描述,介绍了多变频器系统在绞吸吹式挖泥船上对6组绞车进行协同运行控制的应用。每个变频器对应驱动一个绞车电机,在运用中每个变频器都有电动和发电两种工作状态,公共直流母线系统充分发挥了能量互馈的特点,使得系统工作可靠性高,冗余性好,能完成高性能的多组绞车联动协同控制,并具有发热量小、节能性好等特点。     

船舶三端口双向DC/DC变换器的能量控制

针对三端口双向DC/DC变换器在船舶电网中的应用,对其能量控制展开研究。以实现最小系统损耗为目的,对移相控制下的功率与移相比之间的关系进行分析,从而确定系统零循环功率时的移相范围,并通过解耦控制实现最小损耗。通过Matlab/Simulink仿真试验对控制策略进行验证,结果表明零循环功率控制可有效减小系统损耗。     

基于功率前馈补偿控制的BDFG励磁变换器控制策略研究

双PWM交直交型变换器适应于无刷双馈变速恒频电源系统,可以实现能量的双向流动。然而,随着发电机运行状态的改变,变换器功率流动方向会发生变化,这将会引起直流侧电压的波动,不利于整个系统的稳定运行。结合无刷双馈发电机的运行特点,在对网侧变换器传统电压电流双闭环控制的基础上,提出了基于无刷双馈电机机侧变换器功率补偿的控制策略,提高了直流侧电压的稳定性,并通过仿真进行验证。     

无刷双馈电机的电路分析及动态建模

无刷双馈电机是一种新型的电机,可作为调速电动机或变速发电机。无刷双馈电机系统包括两个定子绕组,即功率绕组和控制绕组,一个笼型转子绕组和—个双向电力电子变换器。无刷双馈电机的两个定子绕组之间没有直接的耦合关系,分析和控制比较简单。双向变换器较之传统的变换器,大大减小了体积和功率的要求。无刷双馈电机的这种结构,适用于变速系统中,如风力发电等。本文介绍了无刷双馈电机结构、等效电路和动态模型,可望为后续研究起到一定的借鉴作用。     

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。     

交流电动机的微型计算机控制

在电动机控制领域内,功率电子技术对电动机控制的交流化有着很大的影响。这可以说是功率电子技术中三项基本技术均衡发展的结果,它们是:感应电动机矢量控制与同步电动机无刷控制等的交流变速控制技术、实现这些控制的微型计算机或集成电路等的微电子技术以及构成逆变器等电力变换器的功率半导体元件技术。特别是在小型电动机领域内,由于利用功率晶体管或功率场效应晶体管的逆变器,能够很容易进行驱动,因而使交流化取得了明显的进步。     

便携式测试仪器中恒功率蓄电池充电器的研制

针对传统蓄电池的充电方法对其寿命的影响,根据蓄电池的充电特性,研制了一款高性能的恒功率充电器。分析了电路的结构、原理和控制思想,并做了详细的参数计算。充电器采用正激式拓扑结构,具有拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压降范围宽、使用元器件少等优点。应用同步整流技术,有效地降低了次级整流损耗,提高了变换器转换效率,有利于电源的小型化、高效率和长寿命。控制电路以UC3843为核心,采用双回路控制策略,实现了快速、准确的控制,获得了宽范围、稳定的恒功率输出特性。全面的电磁兼容设计和完善的保护措施,使得充电器更安全、更环保。实验结果表明,合适的拓扑选择、正确磁路设计及同步整流技术的应用,使系统实现了高效率、宽输入、稳输出及低纹波。     

基于反馈线性化的AFE变频器功率控制

提出了一种新的有源前端(Active Front End, AFE)变频器功率控制策略,仿真测试验证了基于该策略的AFE变频器具有交流侧电流畸变小、直流电压稳定、静态和动态性能好、能量可双向流动等优点。该策略基于多输入多输出非线性系统的反馈线性化理论和同步旋转坐标变换,将AFE变频器功率控制模型转化为线性、时不变的解耦系统,有利于控制系统的设计及实现。     

特种电源控制技术研究——新型声纳电源设备的研究

研究声纳电源的关键技术和静止变频器在声纳电源中的应用问题。静止变频器作为声纳电源储能机组的驱动系统,经过适当的闭环控制,实现机组软起动,在脉冲负载工况下实现恒转距特性,可大大降低声纳电源在起动和在全功率负载时对电网的冲击和扰动。静止交流器作为声纳电源输出电压控制,使声纳电源输出获得优良的静态、动态性能。     

可变电抗器的应用研究

提出了一种可变电抗器,它由可变电抗变换器和电力电子功率变换器构成。通过智能控制器控制电力电子功率变换器,改变可变电抗变换器二次侧的阻抗,从而改变可变电抗器的阻抗。介绍了该可变电抗器的拓扑结构,详细分析了单相可变电抗器的阻抗变换原理。运用可变电抗器制作的软起动器实际运行效果良好。     

基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略

[目的]针对舰船移动平台光伏系统的输出功率不稳定问题和负载突加/突卸所导致的功率波动问题,提出基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略。[方法]针对传统限值管理方法的不足,根据超级电容荷电状态所在的不同分区自适应调整滤波时间常数,从而实现混合储能系统功率的优化分配,同时分析各个变换器的控制策略和工作模式。[结果]Matlab仿真结果和工程测试结果表明:该能量管理方案和变换器控制策略可以有效地改善混合储能系统的过充或过放问题,不仅可以保证直流母线电压的稳定性,还可以提高系统的动态响应性和协调性。[结论]研究成果可为移动平台光伏系统的能量管理提供参考。     

特种电源控制技术研究

研究声纳电源的关键技术和静止变频器在声纳电源中的应用问题。静止变频器作为声纳电源储能机组的驱动系统，经过适当的闭环控制，实现机组软直动，在脉冲负载工况下实现恒转矩特性，可大大降低声纳电源在起动和全功率负荷时对电网的冲击和扰动。静止变流器作为声纳电源输出电压控制，使声纳电源输出获得优良和静态、动态性能。     

溢油回收船电力推进系统功率限制功能设计

变频器功率限制功能是保证电力推进系统安全运行不可或缺的一环,本文针对万吨级溢油回收船电力推进系统,设计了一种新的功率限制算法及相应硬件接口,最后通过实船验证,表明该功能设计满足万吨级溢油回收船电力推进系统安全性要求。     

船用全桥隔离DC/DC变换器的建模与控制

针对大功率脉冲负载在船舶领域中的应用为背景,对其中全桥隔离DC/DC变换器展开研究。本文基于最小回流功率的双重移相控制策略,通过分析双重移相控制下的软开关条件及其功率传输特性,建立了其动态小信号模型。最后通过Matlab/Simulink仿真实验对控制策略进行验证,实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

船用侧推变频器的设计

侧推变频器是船舶侧推系统的控制核心。结合某具体项目,首先介绍了变频器的硬件设计,包括主回路设计、功率模块选型等方面。其次介绍了变频器的软件功能设计,对典型功能的实现原理及报警故障处理进行了详细说明。最后进行了总结,表明设计达到了技术指标要求,具有一定的工程实践指导作用。