一种宽输入电压交错并联Boost软开关电路

提出一种基于交错并联Boost拓扑的宽输入交错并联Boost软开关电路.在并联Boost电路中加入辅助电感、辅助电容与辅助MOSFET,合理地控制辅助MOSFET的通断,实现2个Boost电路间电流的转换.达到Boost电路主开关的零电压开通,近似零电压关断;同时辅助MOSFET实现零电流开关,不引入额外的开关损耗.消除了二极管的反向恢复电流问题,也降低了由此带来的EMI和能量损耗问题.详细分析拓扑的工作原理和控制方法,通过仿真与实验验证了其有效性.     

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...     

辅助谐振变换极软开关逆变器的新型控制方法

开关损耗和电磁干扰是变流器高频化的主要问题。辅助谐振变换极(ARCP)软开关逆变器通过引入辅助元件和谐振元器件来降低开关损耗,但是引入的辅助元件在导通过程中会带来新的开关损耗。为了降低辅助回路的电流应力和主开关的关断电流,提高逆变器的工作效率,通过对分段定时间控制和变时间控制2种方式进行对比分析,综合两者的优点,在此基础上根据预测电流的原理,提出一种结构简单、控制方便的电流预测变时间的控制方法。该方法通过稳态负载电流的过零点和幅值,结合电流的正弦特性,预测下一时刻的电流值,准确计算提前开通时间,改变辅助开关管的导通时间进而改变辅助回路电流。该方法将小电流区域计算精度进一步提高,使得辅助回路电压应力随负载电流变化而相应减小,降低了开关器件电流应力,也提高了ARCP逆变器的效率。最后通过Simulink仿真工具建立模型,搭建ARCP平台进行实验验证,表明该控制方法能有效降低辅助回路的电流应力和开关损耗,提高了辅助谐振变换极软开关逆变器的工作效率,且运算成本低。     

虚拟零矢量的三相四开关中点电位不平衡研究

三相四开关逆变为三相六开关是逆变的一种低成本控制方案,而三相四开关逆变器存在转矩脉动大、中点电位不平衡的问题。国内外学者对于三相四开关提出了很多控制方法,能够有效地减小电机的转矩脉动问题,但都未能有效地解决电容中点电位的问题。若不考虑电容中点电位补偿问题,则会导致SVM DTC效果变差,影响三相电流的平衡性,增大电机的转矩脉动,严重情况下还会导致停机。从三相四开关逆变器的基本矢量分析,提出一种新的电容电压补偿方案,并与目前的补偿算法进行比较分析和仿真与实验验证,表明通过本文算法补偿后的电机运行具有较好的性能。     

一种考虑中点偏移的 三电平逆变器容错控制策略

对一种具有容错能力的NPC三电平逆变器进行研究。分析传统的SVPWM容错控制算法,发现传统SVPWM容错控制算法会导致中点电位偏移。中点电位偏移会影响电压矢量,进一步导致线性调制区域减小。为了抑制中点电位偏移,提出在合适的扇区补偿参考电压幅值的策略,并给出补偿量的计算方式。最后通过实验验证该容错控制策略能够在逆变器故障后保障逆变器继续工作的同时有效控制中点电位偏移。     

基于新型过渡控制策略的分段直接转矩控制

针对现有城轨车辆变流器功率大、启制动频繁、全速范围稳定运行的需求与特点,采用分段改进直接转矩控制,可以改善车辆的运行品质。在低速段采用圆形磁链轨迹控制,可以减小电机转矩脉动,根据过渡控制策略,在中高速段则切换成六边形控制,以降低变流器开关频率和损耗。通过分析现有分段直接转矩控制存在的无法平滑过渡甚至过渡失败的风险,采用综合速度、磁链位置和电压矢量多重判据,解决特殊情况下无法过渡以及平滑过渡的问题,可以降低过渡时的冲击电流。对提出的理论进行仿真验证,结果表明采用多重综合判据的分段直接转矩控制可以更好地满足异步电机全速范围稳定运行的需求。