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采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器
1
作者 方炜 王帅 +2 位作者 康国杭 刘宿城 刘晓东 《电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期13-22,共10页
LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用... LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器,可用于电动汽车的车载充电。将谐振电感置于变压器副边,构建LCL-T谐振腔使得变换器工作在恒流充电阶段,LCL-T谐振变换器的恒流特性可以显著减小变换器的工作频率范围;通过辅助开关改变谐振支路,该谐振电感也可参与LLC谐振,使变换器工作在恒压充电阶段,提供稳定的充电电压。由于谐振电感位于变压器副边,减少了死区时间内的磁芯损耗,提高了转换效率。详细分析了该变换器的工作模式和直流增益特性,给出了关键参数设计原则。最后,搭建了一台3.3 kW、400 V/330 V的实验样机,验证了变换器拓扑和控制方案的有效性。 展开更多
关键词 直流充电 LCL-T/LLC谐振变换器 软开关运行 电动汽车
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LCL滤波并网逆变电源的控制策略研究 被引量：28
2
作者 邓翔 胡雪峰 龚春英 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期37-41,共5页
针对LCL滤波的并网逆变电源采用直接并网电流单闭环控制时,存在系统稳定性和控制精确度等问题,提出一种控制策略。控制方案采用电网侧直接入网电流有效值作为外环反馈值,桥臂侧电感电流的瞬时值作为内环反馈值的双闭环控制策略,对该方... 针对LCL滤波的并网逆变电源采用直接并网电流单闭环控制时,存在系统稳定性和控制精确度等问题,提出一种控制策略。控制方案采用电网侧直接入网电流有效值作为外环反馈值,桥臂侧电感电流的瞬时值作为内环反馈值的双闭环控制策略,对该方案进行系统建模并结合劳思-赫尔维茨稳定判据验证控制系统的稳定性,给出该控制策略的理论依据和实现方法。在一台以DSP为核心控制器件的1kVA光伏电池并网逆变电源装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既保证了系统的稳定性,又提高了入网电流的直接控制精确度,能同时实现并网逆变电源的高精确度并网电流稳态输出波形和快速动态响应性能。 展开更多
关键词 并网逆变器 LCL滤波器 控制策略 系统建模 稳定性
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低压直流微电网的改进SoC均衡控制研究 被引量：9
3
作者 方炜 齐楠 +2 位作者 仇锐 刘晓东 刘宿城 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期947-953,共7页
低压直流微电网是实现终端用户负荷直流化的一种重要形态,为了解决其中各储能单元荷电状态(SoC)不一致问题,提出了改进SoC均衡控制策略。该策略可同时实现储能单元充电和放电过程中的SoC均衡和负载电流分配,并将母线电压偏差控制在较小... 低压直流微电网是实现终端用户负荷直流化的一种重要形态,为了解决其中各储能单元荷电状态(SoC)不一致问题,提出了改进SoC均衡控制策略。该策略可同时实现储能单元充电和放电过程中的SoC均衡和负载电流分配,并将母线电压偏差控制在较小范围内。同时控制系统无需进行输出电流采样与互联通信,可有效降低设计成本。其次提出了曲线法分析系统动态特性,并基于小信号模型对系统进行稳定性分析。最后搭建硬件实验平台,验证了该控制策略的正确性及可行性。 展开更多
关键词 自适应下垂控制 直流微电网 储能系统 负荷电流分配 SoC均衡
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带母线电压多级补偿的直流微网下垂控制策略 被引量：5
4
作者 刘宿城 吴亚伟 +2 位作者 李中鹏 刘晓东 方炜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期248-254,共7页
直流微网采用分层控制可实现不同控制目标在不同时间刻度的解耦设计。其中,底层初级控制广泛采用下垂策略实现并联电压模块的自主均流。但高均流精度依赖于较大的下垂系数,同时会引起较大的母线电压跌落。该文提出一种带母线电压多级前... 直流微网采用分层控制可实现不同控制目标在不同时间刻度的解耦设计。其中,底层初级控制广泛采用下垂策略实现并联电压模块的自主均流。但高均流精度依赖于较大的下垂系数,同时会引起较大的母线电压跌落。该文提出一种带母线电压多级前馈补偿的直流微网分段线性下垂控制策略,按照负荷区间能够柔性设置各并联模块的下垂系数,同时,对于母线电压跌落利用母线电压多级前馈进行补偿,在初级控制上可以同时解决并联模块的均流性能与母线电压跌落问题。最后,设计了实验室样机,实验结果验证了该控制策略的优越性。 展开更多
关键词 均流 下垂控制 直流微网 分段线性化 电压补偿
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三相T型滤波并网逆变电源的网侧电流直接控制技术 被引量：3
5
作者 胡雪峰 龚春英 +1 位作者 陈新 章家岩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期9-16,共8页
并网逆变电源是新能源分布式发电、微型电网系统中的关键装置。为了利用较小的电感量就能获得低谐波含量的高质量馈网电流,通常在逆变电源与电网之间接入T型滤波器,然而,T型滤波网络为三阶无阻尼系统,易发生谐振。本文提出了基于同步旋... 并网逆变电源是新能源分布式发电、微型电网系统中的关键装置。为了利用较小的电感量就能获得低谐波含量的高质量馈网电流,通常在逆变电源与电网之间接入T型滤波器,然而,T型滤波网络为三阶无阻尼系统,易发生谐振。本文提出了基于同步旋转坐标系下的网侧电流反馈作为外环和基于同步旋转坐标的电容电流反馈作为内环的网侧电流直接控制策略,对该方案进行了系统建模和稳定性分析,研究了T型滤波网络与控制器参数之间的优化关系。通过仿真和实验验证,该控制策略既能使并网逆变电源输出电流的相位与电网电压相位完全一致,又可抑制系统振荡,增加系统稳定性,同时又具有良好的稳态和动态性能,保证了向公共电网输送的电能质量符合IEEE 929—2000标准要求。 展开更多
关键词 并网逆变器 T型滤波器 网侧电流 直接控制 高功率因数
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地铁屏蔽门控制系统供电模块及自主均流
6
作者 刘宿城 狄啟飞 +2 位作者 刘文杰 刘晓东 方炜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期539-545,585,共8页
地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内... 地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内实现软开关,同时满足高转换效率及动态响应的综合指标;其次提出分段式非线性下垂控制策略,用于实现供电模组单元的自适应及自主均流,以改善均流效果与负载电压调整率之间的折中设计。给出了LLC DC/DC供电模块单元及其自主均流设计方案,制作了两台额定功率为600 W的模块电源样机,通过实验测试验证了供电模块单元及其自主均流的可行性。 展开更多
关键词 自主均流 半桥谐振变换器 LLC变换器 地铁屏蔽门 非线性下垂控制
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迭代学习控制策略在连铸结晶器振动系统中的应用 被引量：5
7
作者 章家岩 孟庆喜 +3 位作者 冯旭刚 沈浩 王兵 胡雪峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期93-100,106,共9页
结晶器振动控制是连铸工艺的关键性环节,针对其液压控制系统具有非线性、时变和模型结构不确定性等特点,提出一种连铸结晶器液压振动系统复合控制解决方案:由位移传感器和PID(Proportion integration differentiation controller)控制... 结晶器振动控制是连铸工艺的关键性环节,针对其液压控制系统具有非线性、时变和模型结构不确定性等特点,提出一种连铸结晶器液压振动系统复合控制解决方案:由位移传感器和PID(Proportion integration differentiation controller)控制器构成抗扰动的内环系统;外环由迭代学习控制器(Iterative learning controller,ILC)单元构成结晶器液压振动系统,以保证系统的跟踪性能。通过电液系统的设计计算和MATLAB的仿真分析,检验了ILC控制方案的动态跟踪效果。在此基础上,将其投入控制运行。结果表明:该控制方案具有鲁棒性强、动态性能好等优点,取得了良好的生产使用效果。 展开更多
关键词 迭代学习控制(ILC) PID控制 结晶器 位移传感器 连铸
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一种高增益低开关应力改进交错型Boost变换器 被引量：31
8
作者 胡雪峰 戴国瑞 +2 位作者 龚春英 陈杰 章家岩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期80-87,共8页
提出了一种输入输出全交错型Boost变换器,该变换器的两个电感电流在输入端进行交错并联,可以减小输入电流纹波;输出端的两个分压电容可以被交错并联充电和串联放电,这样既提高了变换器的电压增益,又减小了输出电压纹波。另外,该结构能... 提出了一种输入输出全交错型Boost变换器,该变换器的两个电感电流在输入端进行交错并联,可以减小输入电流纹波;输出端的两个分压电容可以被交错并联充电和串联放电,这样既提高了变换器的电压增益,又减小了输出电压纹波。另外,该结构能够减小功率管的电压应力,因此有利于选择低功率等级、高性能的开关器件,以进一步减小功率管的开关和导通损耗。详细分析了所提变换器的工作模式和稳态特性,建立了变换器的数学模型。给出了相应隔离型全交错变换器的电路结构。最后通过一台实验样机验证了所提变换器的有效性。 展开更多
关键词 交错Boost变换器 高增益 电压应力 电流纹波和电压纹波
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采用垂直多载波调制技术的并网逆变器 被引量：4
9
作者 胡雪峰 龚春英 陈新 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期60-64,70,共6页
在电压源型PWM并网逆变器的设计时,通常用设置开关延时(死区)的方法来避免直流链的短路现象。这种方法将会降低并网逆变器的输出性能,即产生"死区效应"。为解决上述问题,提出一种基于垂直分层多载波的新型复合功能PWM调制策... 在电压源型PWM并网逆变器的设计时,通常用设置开关延时(死区)的方法来避免直流链的短路现象。这种方法将会降低并网逆变器的输出性能,即产生"死区效应"。为解决上述问题,提出一种基于垂直分层多载波的新型复合功能PWM调制策略。与传统的分别进行死区时间设置和基于电压伏秒平衡的死区补偿方法相比,垂直分层多载波PWM调制策略具有双重功能:既能设置开关延时以防止直流链短路现象的发生,又能避免桥臂输出脉冲电压产生偏差而引起的"死区效应",理论上能完全消除由"死区效应"引起的并网逆变器入网电流波形畸变问题,且给出了仿真和试验结果,证明了该策略的有效性。 展开更多
关键词 复合功能PWM调制 并网逆变器 死区效应 谐波抑制
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基于ZVZCS的大功率屏蔽门驱动电源的研究 被引量：4
10
作者 方炜 陈厅和 +1 位作者 刘晓东 刘宿城 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期39-47,共9页
屏蔽门是轨道交通系统中的关键设备之一。多台门机同时动作时,要求直流供电系统瞬时提供较大的功率输出,且供电电压不能有太大波动,这对供电电源提出较高要求。基于零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)全桥变... 屏蔽门是轨道交通系统中的关键设备之一。多台门机同时动作时,要求直流供电系统瞬时提供较大的功率输出,且供电电压不能有太大波动,这对供电电源提出较高要求。基于零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)全桥变换拓扑,设计了一类大功率直流供电模块,分析开关ZVZCS全桥变换器在周期内的开关模态及关键波形,根据超前臂并联谐振电容在换流时的充放电过程,确定超前臂实现零电压开关ZVS(zero-voltage switching)的条件,综合零电流开关ZCS(zero-current switching)条件下开关管耐压值及原边电流复位时间,推导隔直电容的取值范围。给出最大有效占空比计算公式,详细分析了超前、滞后臂的开关损耗。根据设计参数,制作了1台2.2 kW实验样机。实验结果表明,所设计的直流电源模块在各种负载状态下实现软开关,提高了供电效率,有着良好的动态特性。 展开更多
关键词 屏蔽门 直流驱动电源 零电压零电流开关(ZVZCS) 移相全桥 电路特性
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