基于CAN总线和LabVIEW的直流/直流变流器监控上位机

为了实现中压直流电网至低压直流电网的能量传送,设计了一种带隔离的中频中压大容量三电平H桥变流器,简称DC/DC变流器。变流器采用先逆变,后通过中频变压器降压,再整流的拓扑结构,需要观测的电气量较多,为此设计了基于CAN总线和LabVIEW的监控上位机。实验验证了CAN总线通讯的实时性和可靠性以及上位机的功能。     

基于MMC的船舶中压直流电力系统控制策略的研究

针对全桥模块化多电平换流器在船舶中压直流(Medium voltage DC, MVDC)电力系统中缺乏系统级的建模与控制问题,本文搭建了基于MMC 的船舶MVDC 电力系统模型,说明了该系统的框架结构与运行原理,提出了电压与无功外环,电流内环的双闭环控制策略,进一步验证了该系统发生直流侧短路故障时的故障限流能力,最后采用直流电压下垂控制并网方案,实现了双机有效的并联运行。通过Matlab/Simulink 的仿真分析,表明该系统具有良好的稳态特性和动态性能。     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

随着船舶自动化程度的不断提高,船载电力设备的数量和功率也在不断增加,一方面提高了船舶的运行质量,另一方面也对船舶电力系统的性能提出了更高的要求。为了满足日益增大的电力功率需求,传统的船舶低压电力系统逐渐被中压直流电力系统所取代。中压直流电力系统具有稳定性高、输电损耗小等优点,目前获得了较广泛的应用。本文针对船舶中压直流电力系统的变流与功率优化问题,开发了一种基于MMC多电平换流器的船舶中压直流电力控制系统,并详细介绍了中压直流电力系统和MMC多电平换流器拓扑结构的原理,具有重要的意义。     

不对称全桥飞跨电容型MMC在船舶推进电机中的应用

[目的]模块化多电平变换器(MMC)因其独特的模块化特性和较低的开关频率等优点,在交流传动系统中表现出良好的调速性能。针对MMC在船舶中压低频工作模式下的子模块电容电压波动问题和传统高频注入法所导致的共模电压过大问题,提出一种适用于船舶电力推进系统的不对称全桥飞跨电容型MMC改进型拓扑。[方法]首先,介绍改进型电路拓扑的工作原理和低频工况下电容电压的波动缘由;然后,结合方波注入法与可设置截止频率的环流注入法,设计相应的控制方案;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建带有螺旋桨负载的6 k V/36 MW永磁同步推进电机模型,模拟船舶电力推进系统的分级正车启动工况。[结果]仿真结果表明:该方案可以将低频段电容电压的波动百分比由16%降低至8%以内,且无共模电压注入。[结论]研究成果可为船舶中压直流电力推进系统的变频器设计提供参考。     

全桥LLC串联谐振DC/DC变换器的研究

针对车载充电机的DC/DC变换器电路,本文对全桥LLC串联谐振DC/DC变换器进行了研究.通过对全桥LLC串联谐振电路数学模型的搭建,基于直流增益特性曲线设计其谐振网络电路,最终通过实验样机证明LLC串联谐振变换器实现前级电路的ZVS和后级整流电路的ZCS,提升整机的效率,可达到96％.     

基于不对称全桥型MMC的船舶永磁电机推进系统仿真

为优化中压推进电机调速性能,利用模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为推进电机变频器。采用不对称全桥型子模块拓扑,并设计相应的不对称全桥型MMC电机变频调速系统应用于船舶电推系统。在Matlab/Simulink环境下,分析船舶在不同工况下的螺旋桨工作特性以及不对称全桥型MMC调速性能。仿真结果表明,不对称全桥型MMC应用于船舶推进电机调速系统具有良好的控制精度及动态响应能力,采用分级运行模式对推进系统进行启动、停车以及倒车过程,可以减缓MMC电容电压波动,提高系统工作性能。     

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。     

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。     

用于船舶永磁推进电机驱动控制的MMC模型预测方法

[目的]针对传统控制策略的多参数整定以及控制策略复杂性问题,提出一种适用于船舶电力推进驱动系统的模块化多电平变换器(MMC)模型预测控制方法.[方法]首先,分析传统控制策略下的驱动系统设计的复杂性问题;然后,基于模型预测(MPC)的优势,提出船舶电力推进驱动系统的MMC模型预测控制方案;最后,在Matlab/Simul...     

一种基于比例-谐振(PR)控制的MMC环流抑制策略

环流是模块化多电平变换器(MMC)的固有属性,其存在让子模块电容电压波动幅度增大,并导致桥臂电流畸变且峰值增加,影响系统的运行特性。传统的基于二倍频负序旋转坐标变换的环流抑制策略控制环节繁琐且有一定局限性。本文分析了一种基于比例-谐振(PR)控制的环流抑制策略,该策略控制环节简洁、适用于任意相数的MMC系统。最后通过Matlab/Simulink平台上的仿真,证明了策略的有效性。     

电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡控制策略研究

本文分析了不平衡电网电压条件下三相电压型PWM整流器的控制策略,研究了基于功率平衡的控制策略,以消除直流电压二次谐波。船舶电网不平衡时,线路阻抗的功率不平衡,当电网不平衡功率完全被线路阻抗吸收时,整流器桥侧的功率则恒定平衡,这给消除直流电压二次谐波带来便利。本文最后进行了仿真及原理样机验证,试验结果与理论分析一致。     

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。     

对三电平整流器主电路建模的研究

三电平整流器也叫二极管钳位整流器,它的每个开关管所承受的关断电压为直流电压的一半,并且交流侧脉宽调制相电压有三个电平值,使得波形更接近正弦波。本文对单相三电平整流器的电路工作模式进行了分析,并据此建立了单相三电平整流器的数学模型并编写了S-FUNCTION。用瞬态电流法仿真对比simulink模块搭建与建立三电平整流器模型的波形结果,得出所建立的数学模型完全正确。     

舰船直流幅压电网短路电流录波装置研究

介绍了一种录波装置,可用于舰船直流幅压电网短路电流的波形测量和记录。针对直流电网短路电流上升率高、幅值大的特点,重点分析了Rogowski线圈的测量原理,阐述了录波装置的硬件设计和工作流程,并给出了现场测试结果,对基于Rogowski线圈的电流录波装置的应用前景进行了展望。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略研究

由于研究对象、运行要求及调控手段的差异,陆用电力系统与传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用于中压直流综合电力系统。针对中压直流综合电力系统能量优化调控需求,建立了综合电力系统燃油经济性调度模型,提出了基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现了对整流发电机组出力的优化,同时提出了适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度实现方法,实现了发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证了所提出方法的有效性。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

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。     

船舶轴带无刷双馈电机并网滑模控制策略研究

为解决船舶轴带无刷双馈电机采用PI并网控制方案时动态响应性能不理想问题,结合滑模控制技术与矢量控制技术,提出基于指数趋近律的并网滑模控制策略.在Simulink平台上,分别对理想情况、电网电压波动、电机参数摄动情况下发电机输出端电压跟踪过程和并网过渡过程进行仿真分析.实验结果表明:滑模控制并网时差额电压几乎为零,功率绕...     

综合电力系统逆变器并联谐振分析

综合电力系统是电力电子化的船舶电力系统,其低压交流配电网采用多逆变器并联运行方式作为电源,为低压日常负载供电。系统在某些特殊运行工况下,基于逆变器并联供电系统可能会产生并联谐振问题。本文分析了逆变器本体谐振、逆变器并联谐振产生的局部谐振和并联逆变器与负载网络之间产生的全局性谐振,建立相关的谐振网络模型,提出了谐振点的近似计算方法,可为中压直流综合电力系统的相关设计人员提供参考。     

大功率电动机起动对于中压电网瞬态电压降影响研究

从瞬态电压降的产生,阐述了瞬态电压降过大对中压电网的影响。从规范要求入手,参考国内外工程公司相关的计算公式,分析了中压电网中引起瞬态电压降设备的计算方式。并通过示例演算实际工程的瞬态电压降计算流程,为电气工程人员设计提供参考。