高速磁浮交通牵引变流器采用24 MVA背靠背三电平有源中点钳位拓扑,其中两台整流器和两台逆变器共用直流母线。该文分析整流侧和逆变侧在不同功率因数下中点电压(neutral point voltage,NPV)偏移机理及不同电压矢量对NPV的具体影响。据此...高速磁浮交通牵引变流器采用24 MVA背靠背三电平有源中点钳位拓扑,其中两台整流器和两台逆变器共用直流母线。该文分析整流侧和逆变侧在不同功率因数下中点电压(neutral point voltage,NPV)偏移机理及不同电压矢量对NPV的具体影响。据此,针对高速磁浮逆变器并联和串联两种模式,建立NPV偏移模型,得到在调制比和功率因数同时变化时NPV的可控区域。为在全速范围保证NPV平衡,提出一种基于平移调制波的协同控制策略。为减轻整流器功率因数和调制比对NPV的影响,采用一种具有相电压半波对称性的载波脉宽调制,并证明其具备NPV自平衡能力。仿真和硬件在环实验表明,所提策略具有NPV恢复到平衡状态所需时间短、可控范围大等优点,可在高速磁浮全速工况下保证NPV平衡。展开更多
以Si C-MOSFET和Si-IGBT器件混合型三电平有源中点钳位3L-ANPC(three-level active neutral point clamped)变流器拓扑为研究对象,对3种脉宽调制方式下的共模电磁干扰CM EMI(common-mode electromagnetic interference)特性进行研究。...以Si C-MOSFET和Si-IGBT器件混合型三电平有源中点钳位3L-ANPC(three-level active neutral point clamped)变流器拓扑为研究对象,对3种脉宽调制方式下的共模电磁干扰CM EMI(common-mode electromagnetic interference)特性进行研究。首先介绍了3L-ANPC变流器拓扑结构中Si C-MOSFET和Si-IGBT器件的2种组合模式及3种调制方式,然后对3L-ANPC变流器拓扑共模噪声传输机理进行分析,基于分析建立了包含寄生参数和噪声源的EMI模型,并推导出每种调制方式下传导路径的阻抗表达式,得到了共模传导路径阻抗特性曲线。最终通过实验验证了3种调制方式下器件混合型3L-ANPC变流器拓扑共模噪声的分析结论。展开更多
采用多电平电路来构建双有源桥(dual active bridge,DAB)直流变换器可实现更高的电压等级与功率密度及更好的性能。基于半桥有源中点钳位型(active neutral point clamped,ANPC)三电平电路构建半桥ANPC-DAB电路,通过分析开关状态切换过...采用多电平电路来构建双有源桥(dual active bridge,DAB)直流变换器可实现更高的电压等级与功率密度及更好的性能。基于半桥有源中点钳位型(active neutral point clamped,ANPC)三电平电路构建半桥ANPC-DAB电路,通过分析开关状态切换过程中零电压开通(zerovoltage switching,ZVS)的软开关特性,得出使全部12个开关管实现ZVS开通的条件。在此基础上,通过分析零电平开关状态对损耗分布的影响,提出一种能够有效改善开关管损耗分布的调制方法。为验证DAB的损耗分布及效率,对半桥ANPC-DAB建立损耗模型,对开关管的损耗分布及DAB的效率进行仿真分析。最后,通过1.5k W的实验样机完成实验验证。仿真与实验结果表明,所提出的调制方法在全部开关管实现ZVS的同时,有效地改善了功率器件的损耗分布。展开更多
文摘高速磁浮交通牵引变流器采用24 MVA背靠背三电平有源中点钳位拓扑,其中两台整流器和两台逆变器共用直流母线。该文分析整流侧和逆变侧在不同功率因数下中点电压(neutral point voltage,NPV)偏移机理及不同电压矢量对NPV的具体影响。据此,针对高速磁浮逆变器并联和串联两种模式,建立NPV偏移模型,得到在调制比和功率因数同时变化时NPV的可控区域。为在全速范围保证NPV平衡,提出一种基于平移调制波的协同控制策略。为减轻整流器功率因数和调制比对NPV的影响,采用一种具有相电压半波对称性的载波脉宽调制,并证明其具备NPV自平衡能力。仿真和硬件在环实验表明,所提策略具有NPV恢复到平衡状态所需时间短、可控范围大等优点,可在高速磁浮全速工况下保证NPV平衡。
文摘以Si C-MOSFET和Si-IGBT器件混合型三电平有源中点钳位3L-ANPC(three-level active neutral point clamped)变流器拓扑为研究对象,对3种脉宽调制方式下的共模电磁干扰CM EMI(common-mode electromagnetic interference)特性进行研究。首先介绍了3L-ANPC变流器拓扑结构中Si C-MOSFET和Si-IGBT器件的2种组合模式及3种调制方式,然后对3L-ANPC变流器拓扑共模噪声传输机理进行分析,基于分析建立了包含寄生参数和噪声源的EMI模型,并推导出每种调制方式下传导路径的阻抗表达式,得到了共模传导路径阻抗特性曲线。最终通过实验验证了3种调制方式下器件混合型3L-ANPC变流器拓扑共模噪声的分析结论。
文摘采用多电平电路来构建双有源桥(dual active bridge,DAB)直流变换器可实现更高的电压等级与功率密度及更好的性能。基于半桥有源中点钳位型(active neutral point clamped,ANPC)三电平电路构建半桥ANPC-DAB电路,通过分析开关状态切换过程中零电压开通(zerovoltage switching,ZVS)的软开关特性,得出使全部12个开关管实现ZVS开通的条件。在此基础上,通过分析零电平开关状态对损耗分布的影响,提出一种能够有效改善开关管损耗分布的调制方法。为验证DAB的损耗分布及效率,对半桥ANPC-DAB建立损耗模型,对开关管的损耗分布及DAB的效率进行仿真分析。最后,通过1.5k W的实验样机完成实验验证。仿真与实验结果表明,所提出的调制方法在全部开关管实现ZVS的同时,有效地改善了功率器件的损耗分布。
