大功率有源滤波器的并联变流器电路

提出了有效应用并联变流器作为大功率负载时的无功补偿器以及有源滤波器(APF)新拓扑.由于单个器件功率容量有限,要将功率电路结构的谐波电流总畸变率保持在规定的标准内,并联是增加设备定额的一种选择.有文献报导把几个变流器而非开关并联在一起,在分担负载时更可靠.从这个角度来看,多电平变流器很重要,因为其典型功率电路结构能把单个器件的应力限制在适当的范围.另一方面,多电平变流器具有开关频率低和能有效利用开关器件的优点,这在大功率应用中非常关键.这些优点在与一个小功率、高频的电流控制的有源滤波器并联后得到了充分利用,消除了高次谐波.提出了一种由一个三点式中点箝位变流器和一个辅助电流控制电压型逆变器组成的新的并联拓扑结构及其控制技术,并在SABER仿真平台对线性与非线性负载进行了广泛的仿真研究.     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

双零电流开关四象限变流器控制方案研究

由于现有的一些零电流转换（ZCT）变流器无法有效解决主管的开通问题，而且在这些方案中辅管必须在大电流状态下关断，因此都不适用于大功率的应用场合，本文深入研究了一种新型双零电流开关四象限变流器的拓扑结构，应用这种拓扑结构的变流器能够使所有的主管和辅管都工作于零电流开通和零电流关断的状态下，从而使变流器一直存在的电磁兼容和高开关损耗问题得到有效缓解，针对该拓扑的特点，本文提出了一种软开关控制方案，并以此方案为基础进行了计算机仿真，仿真结果证实了该方案的可行性。     

变流器的接地检测电路

针对大功率变流器接地故障的检测,设计了一种新的接地检测电路并提出相应接地判断逻辑方案;结合变流器的共模干扰模型,分析了接地电压波动的原因;通过计算和实际测量,提取了大功率变流器共模干扰参数,并在Matlab下搭建大功率变流器接地检测模型。仿真和试验结果表明,所提出的变流器接地检测策略能够有效地判断变流器接地故障。     

运行功率因数为1的大功率牵引用并联交-直PWM变流器

讨论了大功率牵引用几个PWM变流器的并联运行.为了减少某些情况能导致电流控制出问题的变压器的相互作用,对此进行了一些研究.提出了一种新颖的控制策略,使用一个电流传感器(与变流器数量无关)以实现轻载条件下无谐波一次侧电流控制.另外,使用改进型的预测电流控制器.该控制器的采样周期较长,它与数字电流控制器相适应.最后为了验证系统有效性,制作并试验了使用TMS 32044微处理器和小型仿真器的数字控制系统.     

有源钳位四电平能馈变流器预测电流控制

地铁能馈变流器能回收车辆制动能量,实现节能减排。多电平变流器可以降低有源开关的断态电压上升率,有效保护电路元件,提高输出电流的波形质量,一直是中大功率领域研究的热点。模型预测控制算法是应用于多电平变流器的一种控制算法,具有运算简单、速度快和适用性广等优点,在变流器控制领域有广阔的应用前景。目前,能馈变流器的拓扑主要为二电平和三电平,对四电平拓扑的应用关注较少。有源钳位四电平拓扑采用有源器件的T型连接代替钳位二极管,减少了元件数量,降低了系统损耗。在四电平能馈变流器的控制算法方面,载波调制算法仍被广泛使用,模型预测控制算法未能得到应用。在此背景下,提出一种适用于有源钳位四电平拓扑的预测电流控制算法,建立四电平拓扑的数学模型,分析开关状态对直流母线电容电压的影响,建立电流和电容电压的预测模型。通过模型预测控制算法中的代价函数,实现输出电流和电容电压的多目标控制。利用并网仿真模型对所提算法进行验证,在预测控制作用下可以顺利并网,并输出高质量的电流。进行阻感负载实验,能有效跟踪给定电流,维持电容电压稳定,对于负载突变也有较强的鲁棒性。仿真和实验均证明了拓扑模型和控制算法的有效性,展现了其在地铁...     

大功率牵引变流器输入回路设计

大功率变流器输入回路在控制系统逻辑命令下控制充电短接回路的换接,并将其工作情况反馈给传动控制单元,同时还具有电路保护作用。本文对大功率牵引变流器输入回路基本原理、控制方法以及各部件选型进行研究,并进行了优化设计。     

大功率变流器的拓扑结构与器件选择

详细阐述了IGCT、ETO、IEGT等新型器件的技术特点和应用前景以及矩阵式变流器、多点式变流器和多相逆变器等高性能、大功率变流器的结构、特性与应用状况,提出了适用于电力推进的大功率变流器的选择方案。     

动车组网侧变流器改进型dq解耦控制方法研究

dq解耦控制方法可以实现四象限变流器有功和无功分量的分别控制,将其应用于动车组网侧变流器的控制中可以使列车发出所需的无功功率,从而减小列车运行过程中网压波动对其造成的影响。传统网侧变流器dq解耦控制中由于延时分量的引入,使其动态过程减慢,并且会带来较大的波动。针对这种情况,本文提出两种改进的旋转坐标系下的解耦控制方法:第一种为旋转坐标系下的瞬时电流控制,该方法结合瞬时电流控制的思想以及网侧变流器在旋转坐标系下的数学模型,与传统dq解耦控制相比有更快的响应速度,但却难以实现网侧电流的无静差控制。第二种为短延时的dq解耦控制方法,即在传统dq解耦控制方法的基础上增加一个虚拟电流快速计算单元,用该单元替换原来的延时单元来获取虚拟电流,从而加快其动态性能。通过大功率试验验证了两种控制方式的有效性。     

IGBT变流器模块试验装置的研制

针对变流器模块的测试要求,研究开发了一种用于变流器模块进行功能考核的试验设备,对该试验装置的硬件架构、工作原理、主要功能及软件设计等进行了说明。运用该试验装置可对变流器模块在低压工况、大功率工况下的工作状态进行考核。