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基于解耦模型预测控制的三相交错并联三电平DC-DC变换器均流控制策略
1
作者 孙曙光 徐永海 +2 位作者 袁敞 宋昕一 陈怡薇 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第14期13-26,共14页
针对三相交错并联三电平DC-DC变换器相间电流易受参数失配影响而不均衡的问题,提出一种基于解耦模型预测控制的均流控制策略。基于虚拟电压源对变换器进行拓扑等效,建立了变换器的平均状态方程。在此基础上,引入扩张状态观测器补偿相间... 针对三相交错并联三电平DC-DC变换器相间电流易受参数失配影响而不均衡的问题,提出一种基于解耦模型预测控制的均流控制策略。基于虚拟电压源对变换器进行拓扑等效,建立了变换器的平均状态方程。在此基础上,引入扩张状态观测器补偿相间电流差值中的耦合扰动,并基于控制环路的解耦关系提出一种具有间接控制变量与归一化代价函数的解耦模型预测控制。所提均流控制策略通过多控制环节的独立寻优,在实现变换器相间均流的同时可兼顾输入电压均压与平均输出电流跟踪的控制目标。同时,对解耦电流内环进行降阶等效,简化电压外环控制参数设计。最后,通过实验验证了所提均流控制策略的有效性。 展开更多
关键词 三相交错并联三电平dc-dc变换器 均流 扩张状态观测器 解耦模型预测控制 降阶等效
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三相交错并联三电平DC-DC变换器的ZVS控制 被引量：14
2
作者 姚志刚 张煜欣 +1 位作者 刘涛 陆帅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第13期4256-4265,共10页
非隔离DC-DC变换器具有高效率、低成本、小体积的优势,广泛应用于大功率储能系统。文中研究一个通过近似临界导通模式(near critical conduction mode,near-CRM)实现零电压软开关(zero-voltage switching,ZVS)的三相交错并联三电平DC-D... 非隔离DC-DC变换器具有高效率、低成本、小体积的优势,广泛应用于大功率储能系统。文中研究一个通过近似临界导通模式(near critical conduction mode,near-CRM)实现零电压软开关(zero-voltage switching,ZVS)的三相交错并联三电平DC-DC变换器,以减小开关损耗和电感体积。首先,详细地分析该变换器区别于传统两电平交错并联DC-DC的电感电流纹波特性,并成功推导出纹波峰峰值解析表达式。然后,提出通过变开关频率控制纹波峰峰值和纹波反向电流的方法,以实现全负载范围的near-CRM和ZVS模式。最后,搭建一台基于IGBT器件的15kW实验样机,验证了电感电流纹波分析和提出的控制方法,其最大效率98.02%。 展开更多
关键词 交错并联技术 三电平dc-dc变换器 近似临界导通模式 零电压软开关
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零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器 被引量：6
3
作者 鲁思兆 吴雷 +1 位作者 李思奇 韦光勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期461-469,493,共10页
针对传统的两电平双向DC-DC变换器开关管电压应力较大和输入输出电流及电感电流纹波较大的问题,提出一种零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器。该变换器采用两相三电平交错并联的结构,以开关管依次移相90°的方式导通,减小... 针对传统的两电平双向DC-DC变换器开关管电压应力较大和输入输出电流及电感电流纹波较大的问题,提出一种零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器。该变换器采用两相三电平交错并联的结构,以开关管依次移相90°的方式导通,减小了输入输出的电流纹波和开关管的电压应力;通过变频软开关控制使该变换器在宽范围负载内能实现所有开关管的零电压开通(ZVS),提高变换器的工作效率。文中详细分析该拓扑结构的工作原理和数学模型,推导出电感电流纹波、输入电流纹波与占空比的关系。同时,在实现ZVS的工作状态下推导电感最小负电流、电感平均电流和开关频率之间的关系。最后,搭建50V/200V 650W的实验样机,对理论分析结果进行实验验证。实验中变换器的所有开关管均实现了ZVS且输入电流纹波几乎为0,其满载效率为96.85%。 展开更多
关键词 双向dc-dc变换器 交错并联三电平 零电压开通 电流纹波
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三相交错并联双向DC-DC变换器动态休眠控制策略 被引量：9
4
作者 王朝强 曹太强 +1 位作者 郭筱瑛 韩鹤光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期3214-3223,共10页
飞机地面静变电源系统中三相交错并联双向DC-DC变换器具有较高的额定功率和直流母线电压,对开关器件匹配的要求极高。针对变换器工作时开关器件长时间处于导通关断的状态导致其工作寿命缩短的问题,提出了一种相应的动态休眠控制策略。... 飞机地面静变电源系统中三相交错并联双向DC-DC变换器具有较高的额定功率和直流母线电压,对开关器件匹配的要求极高。针对变换器工作时开关器件长时间处于导通关断的状态导致其工作寿命缩短的问题,提出了一种相应的动态休眠控制策略。该文对三相交错并联双向DC-DC变换器工作原理进行了详细分析,建立数学模型,加入电流环动态休眠控制环节,制定动态休眠双闭环控制策略,相比传统双闭环控制策略,各个开关器件均处于动态休眠状态,有效地延长了开关器件和变换器工作寿命。最后搭建了Matlab/Simulink仿真平台和30kW实验样机,对理论分析结果进行了实验验证。实验中变换器的所有开关器件均实现了动态休眠且轻载条件下开关次数仅为传统双闭环控制策略的1/3,其工作寿命提高了200%;半载条件下开关次数为传统双闭环控制策略的2/3,其工作寿命提高了50%;满载条件下开关次数与传统双闭环控制策略相同。 展开更多
关键词 储能系统 三相交错并联双向dc-dc变换器 动态休眠 工作寿命
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基于倍频采样的两相交错并联三电平双向直流变换器功率均衡解耦控制策略 被引量：7
5
作者 樊启高 卢禹卓 +2 位作者 毕恺韬 安群涛 朱一昕 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期3654-3664,共11页
该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均... 该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均衡解耦控制策略,使变换器的电压调节与相间电流均衡控制实现了完全解耦。此外,将常规均衡控制所需的四路电流采样,减少为两路,达到了简化控制结构的目的。建立基于等效拓扑下的小信号模型,利用该模型对所提方案进行理论验证,并给出控制器参数的具体设计方案。最后通过小功率物理仿真实验对所提控制策略进行了有效验证。 展开更多
关键词 交错并联 三电平双向直流变换器 功率均衡解耦控制 倍频采样策略
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变匝比交错并联三电平正激变换器 被引量：5
6
作者 杨广浩 嵇保健 +1 位作者 洪峰 李龙春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期3555-3564,共10页
通过在双管正激变换器的变压器二次侧增加一个整流二极管和一个高频开关管,提出一种变匝比交错并联三电平正激变换器。该变换器保留了交错并联双管正激变换器的优点,同时,根据不同的输入电压调整原副边匝比,使其具有宽输入电压适应范围... 通过在双管正激变换器的变压器二次侧增加一个整流二极管和一个高频开关管,提出一种变匝比交错并联三电平正激变换器。该变换器保留了交错并联双管正激变换器的优点,同时,根据不同的输入电压调整原副边匝比,使其具有宽输入电压适应范围;变换器整流输出三电平电压波形,利于减小输出滤波器体积,提高变换器的功率密度。详细分析了变匝比交错并联三电平正激变换器工作原理,比较了两电平和三电平工作模式,给出具体的参数设计。研制了一台2000W原理样机,实验结果验证了理论分析的正确性以及该变匝比技术的可行性。 展开更多
关键词 交错并联正激变换器 变匝比 宽输入电压范围 三电平变换器
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三倍流整流ZVS PWM三相全桥直流变换器 被引量：7
7
作者 刘畅 金科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期159-166,共8页
为了解决大功率电源中开关管电流应力较高的问题,提出一种采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的三倍流整流零电压开关(zero voltage switching,ZVS)三相全桥直流变换器。该变换器原边采用三相全桥型结构,副边采用三倍流整流... 为了解决大功率电源中开关管电流应力较高的问题,提出一种采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的三倍流整流零电压开关(zero voltage switching,ZVS)三相全桥直流变换器。该变换器原边采用三相全桥型结构,副边采用三倍流整流电路,尤为适合于高压输入、低压大电流输出的大功率电源场合。由于采用了三相交错并联的结构,不仅开关管的电流应力可以降低,而且输入输出电流脉动频率提高至开关频率的3倍,进而可以大大减小滤波器的体积。基于PWM控制,所有开关管可以实现ZVS。桥臂下管实现ZVS的能量来自于滤波电感,非常容易实现ZVS;桥臂上管实现ZVS的能量来自于两相变压器的漏感,相比于移相全桥变换器滞后桥臂容易实现ZVS。该文试制一台360 V输入、48 V/42 A输出的原理样机,并给出实验结果。 展开更多
关键词 三相直流变换器 零电压开关 三倍流整流 Y-Δ连接变压器 交错并联
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提高船舶微电网艏侧推进器运行能效的控制策略 被引量：3
8
作者 肖朝霞 李怀民 +2 位作者 朱天丽 Josep M.Guerrero 冯冀 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A02期519-526,共8页
考虑到船舶电力艏侧推进器频繁快速起停对船舶电力系统(船舶微电网)燃油利用效率和系统稳定性的影响,提出在艏侧推进器直流母线增加储能装置,为艏侧推进器驱动装置供电。该方案可有效降低柴油发电机容量,提高燃油利用效率,降低艏侧推进... 考虑到船舶电力艏侧推进器频繁快速起停对船舶电力系统(船舶微电网)燃油利用效率和系统稳定性的影响,提出在艏侧推进器直流母线增加储能装置,为艏侧推进器驱动装置供电。该方案可有效降低柴油发电机容量,提高燃油利用效率,降低艏侧推进器起动突增功率对船舶电网电压频率扰动的影响。同时由于艏侧推进器电机制动时可做发电机运行,储能装置可替代消耗电阻吸收快速制动电机产生的电能。设计了一种三相交错并联运行的DC-DC变换器的电压自适应PI控制器,该方案增加变换器的带载能力,并分析了控制器参数的选择范围。仿真结果表明,该控制器在艏侧推进器频繁起动过程中可有效抑制直流母线电压的暂升和暂降,且增加直流变换器的带载能力。 展开更多
关键词 船舶微电网 艏侧推进器 储能电池 三相交错并联dc-dc变换器 自适应PI控制器 回馈发电
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电源学报2019年1-6期总目次
9
《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期I0002-I0006,共5页
关键词 变换器 新能源发电 无线电能传输系统 固态变压器 交错并联磁集成 三电平逆变器 电源学报
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《电工技术学报》2010年第25卷总目次
10
《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期177-182,共6页
关键词 三相并网逆变器 矩阵变换器 五电平逆变器 电工技术 局部放电信号 直流变换器 三电平 中点钳位 永磁同步电机 永磁式电机 SPWM 电力系统 电力变压器 多电平逆变器 开关磁阻电机 并联控制 汽轮发电机转子 矢量控制 空间矢量调制 学报 连续出版物 目次 2010
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