两级式AD/DC变换器的改进自抗扰控制

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作者 陈俊伟 武鹏 +1 位作者 李学举 陈蓓 《电力科学与技术学报》 北大核心 2025年第1期230-236,共7页

为改善两级式AC/DC变换器的动态性能,提升系统的抗干扰能力,提出两级式变换器的改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)。首先,根据开关周期平均法和扩展描述函数法分别对前级功率因数校正(power factor corrector,... 为改善两级式AC/DC变换器的动态性能,提升系统的抗干扰能力,提出两级式变换器的改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)。首先,根据开关周期平均法和扩展描述函数法分别对前级功率因数校正(power factor corrector,PFC)电路和后级LLC(inductor-inductor-capacitor)谐振变换电路进行小信号分析,建立电路的数学模型;随后,将二倍频纹波看作内部扰动,在ADRC的基础上加入扰动抑制律,使观测器快速预估扩张状态,进而分析不同扰动抑制律对系统动态性能和抗扰能力的影响,给出控制器参数设计方法;最后,采用仿真实验测试控制器性能。实验结果表明:相较于传统ADRC和PI(proportional integral)控制器,改进ADRC能在较低的电流谐波下,改善负载突变时输出电压的超调量和调节时间,提升系统的动态性能。 展开更多

关键词 两级式ac/DC变换器 自抗扰控制 动态性能 扰动抑制律 功率因数校正电路 LLC谐振变换电路

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Boost型三电平AC/AC变换器 被引量：3

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作者 张友军 陈可 +1 位作者 叶欣 杨成明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期48-54,共7页

针对高输出交流电压的升压场合,研究Boost型三电平AC/AC变换器。相比于Boost型两电平AC/AC变换器,该变换器通过增加开关管数量和引进飞跨电容,构造了中间电平,可使开关管的电压应力降低一半,滤波器重量体积大大减小。其拓扑可以看成是... 针对高输出交流电压的升压场合,研究Boost型三电平AC/AC变换器。相比于Boost型两电平AC/AC变换器,该变换器通过增加开关管数量和引进飞跨电容,构造了中间电平,可使开关管的电压应力降低一半,滤波器重量体积大大减小。其拓扑可以看成是两个输出电压极性相反的Boost型三电平DC/DC变换器组合而成,该变换器输入输出电压同相位,其飞跨电容电压等于输出电压的一半。详细分析其电路工作原理,给出一种新颖的控制策略,可对输出电压和飞跨电容电压同时进行控制;研制一台原理样机,给出了实验波形与测量结果。实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的可行性。 展开更多

关键词 Boost型ac/ac变换器 三电平 飞跨电容 电压应力 控制策略

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Buck-Boost式三电平单级AC/AC变换器 被引量：13

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作者 杨君东 李磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期107-113,共7页

提出了Buck-Boost式三电平单级AC/AC变换器电路拓扑,该变换器适用于高压场合,具有开关管的电压应力低、单级功率变换、变换效率高、三电平波形、实现升降压输出、输出电压THD较小、负载能力强等优点。该变换器的开关管电压应力是两电平... 提出了Buck-Boost式三电平单级AC/AC变换器电路拓扑,该变换器适用于高压场合,具有开关管的电压应力低、单级功率变换、变换效率高、三电平波形、实现升降压输出、输出电压THD较小、负载能力强等优点。该变换器的开关管电压应力是两电平的1/2,大大降低了在高压场合对开关管的电压应力要求。同时,研究了适用于该变换器的电压瞬时值反馈控制策略,该策略能够快速响应输入及输出电压的变化;并根据输出电压、电流的极性,分析了该变换器负载时的四种工作模式;以及该三电平变换器在CCM和DCM模式下的输入输出特性和外特性。实验结果充分证实了该变换器的正确性和先进性。 展开更多

关键词 三电平 ac/ac变换器 电压瞬时值控制 单级功率变换

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正激式交-交型三电平AC/AC变换器 被引量：2

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作者 韦徵 李磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期109-116,共8页

提出了正激式交-交型三电平AC/AC变换器电路拓扑,该电路拓扑由三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器等构成,电路拓扑简洁,两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、输出滤波器前端获得三电平低频电压波,能够将一... 提出了正激式交-交型三电平AC/AC变换器电路拓扑,该电路拓扑由三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器等构成,电路拓扑简洁,两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、输出滤波器前端获得三电平低频电压波,能够将一种不稳定畸变的高压交流电变换成同频率稳定的正弦交流电压,为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器提供了技术基础。本文分析研究了这类变换器的电压瞬时值反馈控制策略、工作模式与稳态原理,给出了变换器外特性及磁复位所需满足的条件,并与传统的正激式两电平AC/AC变换器进行了比较,得出可以减小滤波电感并能降低主开关管电压应力等结论。最后通过原理试验波形充分证实了这类变换器的正确性和先进性。 展开更多

关键词 ac/ac变换器 三电平 正激式 交-交型 电压瞬时值控制

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基于两电平差分式直接AC/AC变换的斩波可控阻抗器 被引量：1

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作者 刘闯 靳新苗 +6 位作者 郭东波 蔡国伟 朱炳达 陈皓楠 杜天鹏 王艺博 裴忠晨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期320-328,共9页

为提高传统晶闸管控制阻抗型补偿器的响应速度,解决脉宽调制(pulse width modulation,PWM)斩波可控阻抗器(chopper controlled impedance,CCI)所存在的换流问题,提出一种基于两电平差分式直接AC/AC变换的串/并联型CCI拓扑结构,它由斩波... 为提高传统晶闸管控制阻抗型补偿器的响应速度,解决脉宽调制(pulse width modulation,PWM)斩波可控阻抗器(chopper controlled impedance,CCI)所存在的换流问题,提出一种基于两电平差分式直接AC/AC变换的串/并联型CCI拓扑结构,它由斩波可控电容器和电抗器构成。文中以串联型斩波可控阻抗器(series-type CCI,S-CCI)为例详细分析其拓扑结构和工作模态,通过采用PWM调制策略,实现S-CCI基频等效阻抗从感性模式到容性模式的连续变化,并建立S-CCI的数学模型,推导其基频等效阻抗和调制比之间的关系式。最后,搭建Matlab仿真电路和700W的实验样机,验证理论分析的正确性。 展开更多

关键词 斩波可控阻抗器 直接式ac/ac变换 两电平差分式 脉宽调制 等效阻抗

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级联多电平高压DC/AC变换器单周控制策略

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作者 李承 沈文 +1 位作者 丁洪发 文劲宇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期6-11,共6页

将单周控制技术用于级联多电平变换器提高其控制性能。在理论分析的基础上,建立了级联多电平DC/AC变换器单周控制模型,并建立了4个3级H桥三相级联多电平电路仿真实例。在开关频率为2 500 Hz、滤波电感为4 mH、滤波电容为14μF、每级H桥... 将单周控制技术用于级联多电平变换器提高其控制性能。在理论分析的基础上,建立了级联多电平DC/AC变换器单周控制模型,并建立了4个3级H桥三相级联多电平电路仿真实例。在开关频率为2 500 Hz、滤波电感为4 mH、滤波电容为14μF、每级H桥直流侧电压为500 V并在10%范围内变化时,变换器输出交流相电压幅值为1 268 V,线电压幅值为2 193 V,输出电压稳定,4个实例的电压THD均小于5%。理论与模拟实例分析表明:单周控制用于级联多电平变换器控制具有控制电路简单、控制效果好、输出稳定等特点。 展开更多

关键词 级联多电平 DC/ac 变换器 单周控制 建模

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采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器 被引量：3

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作者 金宏 张友军 +3 位作者 王诗颂 丁效平 朱翚 胡庆何 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期75-80,共6页

高压大功率变换场合下,传统三电平AC/AC变换器需要同时控制输出电压和飞跨电容电压,使得控制电路相对复杂,且输出电压和负载范围受到限制。为此提出了一种采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器,其飞跨电容电压由辅助变压器直... 高压大功率变换场合下,传统三电平AC/AC变换器需要同时控制输出电压和飞跨电容电压,使得控制电路相对复杂,且输出电压和负载范围受到限制。为此提出了一种采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器,其飞跨电容电压由辅助变压器直接供给,无需通过其他控制电路进行调节。该变换器只有输出电压1个控制对象,其控制简单、易于实现,可全占空比满幅调节输出电压,且辅助变压器的容量很小,只需略大于飞跨电容的无功负载。详细分析了电路工作原理,并研制了原理样机。实验结果表明,采用简单的控制电路就可实现三电平AC/AC变换器的全占空比满幅调节。 展开更多

关键词 ac/ac变换器 三电平 飞跨电容 辅助变压器 全占空比调节

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三相Buck型三电平AC/AC变换器

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作者 叶欣 张友军 +1 位作者 张凯 范卫平 《现代电子技术》 北大核心 2018年第4期134-138,共5页

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电... 提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。 展开更多

关键词 三电平 ac/ac变换器 三相Buck型 拓扑结构 电压应力 飞跨电容

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船用690 Vac基于飞跨电容三电平的Buck/Boost双向变换器的预充电控制策略 被引量：1

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作者 李维波 潘峻锋 +1 位作者 李柄宏 罗辑 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期250-258,共9页

[目的]针对基于飞跨电容三电平的船用690 Vac双向变换器,为使其能稳定启动并过渡到正常工作状态,必须对飞跨电容进行预充电,因此提出适应于飞跨电容三电平的基于单管控制的预充电策略。[方法]控制基于飞跨电容的三电平外管的通断,对飞... [目的]针对基于飞跨电容三电平的船用690 Vac双向变换器,为使其能稳定启动并过渡到正常工作状态,必须对飞跨电容进行预充电,因此提出适应于飞跨电容三电平的基于单管控制的预充电策略。[方法]控制基于飞跨电容的三电平外管的通断,对飞跨电容进行高效、快速预充电控制。[结果]将预充电控制策略应用于690 Vac双向变换器,Buck模式于1 s,Boost模式于5 s内完成飞跨电容的预充电,预充电结束后飞跨电容电压保持为高压侧电压的一半,输入侧电容电压保持为输入侧电压。[结论]经过试验验证,所提出的基于飞跨电容的三电平外管通断控制的预充电策略可应用于690 Vac双向变换器装置,不需要外加预充电功率器件,既简化了拓扑,又确保飞跨电容的可靠、快速预充电。 展开更多

关键词 ac/DC变换器 DC/DC变换器 三电平 飞跨电容 预充电

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DC/DC/AC混合型MMC变换器控制策略分析与设计 被引量：2

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作者 魏亮 马文忠 +2 位作者 刘勇 王晓 赵华芳 《电源学报》 CSCD 2015年第6期124-130,共7页

研究了一种可以实现电能不同形式综合利用的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器(MMC),该结构的变换器实现了电压变换功能的多样化。首先,分析了该种可以同时实现DC/DC与DC/AC混合电压变换的模块化多电平变换器拓扑结构;然后,利用功率正... 研究了一种可以实现电能不同形式综合利用的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器(MMC),该结构的变换器实现了电压变换功能的多样化。首先,分析了该种可以同时实现DC/DC与DC/AC混合电压变换的模块化多电平变换器拓扑结构;然后,利用功率正交原理,设计了DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器的闭环控制策略;最后,在给定交流负载侧交流电流的前提下,实现了各个桥臂子模块电容电压的均衡控制。仿真结果验证了所提出的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器电压变换功能的可行性以及控制策略的有效性。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器(MMC) DC/DC变换器 DC/ac变换器 电容电压平衡

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基于双极性直接式AC/AC变换的单相动态电压恢复器 被引量：8

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作者 王艺博 蔡国伟 +3 位作者 刘闯 郭东波 汪鹏 朱炳达 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期171-177,共7页

动态电压恢复器(DVR)是串接于电源与负荷之间用以实现快速补偿系统电压波动的电力电子装置。针对传统基于电压源型逆变器的DVR存在的储能设备所带来的问题以及基于脉宽调制(PWM)型直接式AC/AC变换的DVR所存在的换流、飞跨电容电压平衡... 动态电压恢复器(DVR)是串接于电源与负荷之间用以实现快速补偿系统电压波动的电力电子装置。针对传统基于电压源型逆变器的DVR存在的储能设备所带来的问题以及基于脉宽调制(PWM)型直接式AC/AC变换的DVR所存在的换流、飞跨电容电压平衡等问题,文中提出了一种基于双极性直接式AC/AC变换的单相DVR。该DVR所使用的PWM型AC/AC变换拓扑具有输入、输出共地特点,同时,该DVR能够在较为简单的控制策略下实现系统电压的双极性调控且其在运行过程中有效解决了换流问题。为了验证所提出的DVR的工程价值,在理论分析的基础上,搭建了1 kW的实验平台对其合理性与有效性进行了验证。 展开更多

关键词 电能质量 电压补偿 动态电压恢复器 两电平ac/ac变换器 双极性调控 换流

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具有高变压比的分叉结构模块化多电平变换器 被引量：2

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作者 常怡然 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1187-1196,共10页

提出一种新型的分叉结构模块化多电平变换器(bifurcate modular multilevel converter,BMMC),BMMC将常规模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的串联结构桥臂替换为分叉结构桥臂,其拓扑可以从单一分叉结构扩展为多重... 提出一种新型的分叉结构模块化多电平变换器(bifurcate modular multilevel converter,BMMC),BMMC将常规模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的串联结构桥臂替换为分叉结构桥臂,其拓扑可以从单一分叉结构扩展为多重分叉结构,具有多个交流端口,端口之间为错相连接。BMMC是一种无需变压器的高变压比AC/DC变换器,能够将电压等级较低的交流系统连接至电压等级较高的直流系统,并具有较低的损耗与较小的电容使用量,在交直流混合电网中具有广阔的应用前景。对BMMC的工作原理进行了分析,提出了相应的控制方法,对其性能特点进行了分析与总结,并在RT-Lab仿真平台上对理论分析和控制方法进行了验证。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 高变压比 ac/DC变换器 损耗 电容量

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宽输出电压范围集成Buck型无桥PFC变换器 被引量：12

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作者 吴红飞 张炎锋 杨帆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期6655-6661,共7页

提出一种集成Buck型无桥有源功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制方法。变换器能够工作于升压模式或降压模式,使得直流侧电压能够在宽范围内调节;采用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制策略,使变... 提出一种集成Buck型无桥有源功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制方法。变换器能够工作于升压模式或降压模式,使得直流侧电压能够在宽范围内调节;采用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制策略,使变换器能够根据网侧电压和直流侧电压的大小关系能够自动工作于单级模式或准单级模式,集成Buck变换器仅需处理部分功率,大部分功率只需经过单级变换,且在直流电压低于电网电压峰值时实现三电平输出,有效减小了导通和开关损耗,提升了整体效率。文中详细分析变换器的工作原理、控制策略及特性,通过实验验证所提出的集成Buck型无桥PFC、变换器及其控制方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 ac/DC变换器 无桥PFC变换器 准单级变换 三电平

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用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器拓扑研究 被引量：67

14

作者 魏晓光 王新颖 +1 位作者 高冲 张升 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期218-224,共7页

随着世界范围内大力发展直流电网,作为直流电网中关键器件之一的高压大容量DC/DC变换器的研究尤为重要。针对目前关于DC/DC变换器研究主要集中于中低压小功率场合的现状,该文首先从多个角度对直流电网用的高压大容量DC/DC变换器进行了... 随着世界范围内大力发展直流电网,作为直流电网中关键器件之一的高压大容量DC/DC变换器的研究尤为重要。针对目前关于DC/DC变换器研究主要集中于中低压小功率场合的现状,该文首先从多个角度对直流电网用的高压大容量DC/DC变换器进行了需求分析;其次,对现有文献中提出的适用于直流电网的DC/DC变换器拓扑进行了研究,并将输入端串联输出端串联(input-series output-series,ISOS)结构和低压DC/DC变换器相结合,提出了用于直流电网中输入端和输出端均为高电压场合的ISOS型DC/DC变换器。比较分析了不同拓扑变换器的电压变比、开关器件的电气应力和故障处理能力等,为选择合适的高压大容量DC/DC变换器拓扑提供了依据。 展开更多

关键词 高压大容量DC/DC变换器 直流电网 晶闸管谐振式DC/DC变换器 模块化多电平换流器型DC/ac/DC变换器 输入串联输出串联型DC/DC变换器

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新型多端输入光伏并网系统运行控制策略 被引量：7

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作者 贾祺 严干贵 +1 位作者 李泳霖 赖柏竹 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期43-48,共6页

提出一种基于双主动全桥(DAB)变换器多光伏阵列并列输入、级联逆变输出的高频隔离型光伏并网系统。分析了DAB变换器的功率传输能力,设计了其移相控制策略;针对各输入端光伏阵列光照强度不同带来的功率不平衡问题,基于dq解耦控制数学模型... 提出一种基于双主动全桥(DAB)变换器多光伏阵列并列输入、级联逆变输出的高频隔离型光伏并网系统。分析了DAB变换器的功率传输能力,设计了其移相控制策略;针对各输入端光伏阵列光照强度不同带来的功率不平衡问题,基于dq解耦控制数学模型,设计了级联多电平DC/AC变换器的调制量补偿控制策略,实现了各直流端电压的平衡控制。在PSCAD/EMTDC中搭建了4.5 MW/10 kV光伏并网模型进行仿真,仿真结果验证了系统结构的可行性以及所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 多端输入光伏并网系统 光伏阵列 DAB变换器 级联多电平DC/ac变换器 直流电压平衡

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