摘要：针对电力电子变换器高频化发展趋势下电磁干扰(EMI)问题及其给高功率密度化设计带来的挑战,该文利用柔性多层带材(FMLF)技术,提出一种结构对称型EMI滤波器电磁集成设计方案。此方案通过共模(CM)电容-线电感和差模(DM)电容-CM电感基本集成单元推演出基于UU型磁心的L/N对称型EMI滤波器全集成结构,并采用合理的端口配置方式实现CM和DM滤波元件功能解耦,从而简化CM和DM集总等效电路,进而简化其参数分析、整定和设计。以一台输出功率为500W的SiC-MOSFET高频电压源逆变器为实验平台,在利用Maxwell软件进行合理性验证的前提下,分别设计分立型、磁集成型和电磁集成型EMI滤波器样机并进行对比实验,验证了所提方案的可行性和有效性。实验结果表明,在CM和DM插入损耗设计目标相同的情况下,所提电磁集成方案可有效减小体积和质量,有助于提升系统功率密度。

摘要：为了改善LCL-LC型并网逆变器传导电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)抑制能力,并解决由此高阶滤波器引入的谐振问题,设计了一种改进型LCL-LC拓扑及其有源阻尼方法。该方法将传统LCL-LC滤波器对称拆分,并将拆分电容中点与DC电容中性点连接,为传导EMI提供低阻抗回路;此外,采用基于网侧电流和电容支路电流反馈的有源阻尼策略使系统稳定,并针对此高阶系统提出一种系统校正的控制器参数设计方法。研究结果表明,所提策略不仅可以保持LCL-LC滤波器原有的良好谐波衰减效果,还可以显著改善其EMI抑制性能;同时,设计的双闭环控制器可以有效抑制系统谐振尖峰,使系统稳态性能指标满足设计预期。所提方案可为并网逆变器EMI以及控制器的优化设计提供参考。

摘要：传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。

摘要：在电力电子变换器高频化发展的驱动下,电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题更加凸显。因此,EMI滤波器成为了电力电子系统的重要组成部分,其优化设计对未来工业应用有着深远影响。文中以SiC-MOSFET单相逆变器为设计对象,研究一种基于UU型磁芯和柔性多层金属箔(flexible multi-layer foils,FMLFs)的EMI滤波器全集成设计方案。FMLFs由电气层、电介质层及绝缘层构成,通过合理设计FMLFs绕组结构及适当安排其端口接线方式,可将EMI滤波器的所有滤波元件集成在一个磁芯单元。以共模(common-mode,CM)滤波元件集成设计为基础,本研究根据不同的差模(differential-mode,DM)衰减需求依次设计3种EMI滤波器全集成结构——CM电感&电容型、CM电感&电容-DM电容型及CM电感&电容-DM电感&电容型。在Maxwell-ANSYS环境下,利用有限元仿真对所设计方案进行可行性分析。最后,通过实验测试验证该方案的可行性和有效性。

摘要：依据双级式光伏并网逆变器前后级解耦控制的特点,提出一种无电流传感器型最大功率点跟踪(MPPT)控制策略。利用双级式光伏并网逆变器前后级功率平衡原理,通过从后级逆变环节获取的并网电流给定值作为前级DC-DC环节的MPPT判断条件,进而采用扰动观察法完成MPPT。对该MPPT控制策略的原理进行了分析。设计了一台800 W双级式光伏并网逆变器实验样机,并记录了实验波形和MPPT情况。实验结果显示,在系统运行功率大于300 W时,MPPT效率大于99.2%且响应速度良好,验证了该无电流传感器型MPPT控制策略的可行性和有效性。

摘要：越来越多直流电源及直流负载的应用促进了人们对直流微电网技术的关注。该文以低压单母线型直流微电网系统为研究对象,将系统并网与离网运行模式结合在一起设计基于直流母线电压信息的协调自治控制方案。系统内各单元可依据当前直流母线电压实现并网、离网运行的无缝切换。使用下垂控制对工作在恒压输出下的多个分布式发电单元和蓄电池单元进行功率均分,给出了下垂系数选取原则。提出一种非重要负载降功率运行稳定直流母线电压的控制策略。通过系统仿真对所提控制方案进行验证,系统可根据预定控制方案在各模式间切换,若遇交流电网故障,系统可自主跳过并网模式进入离网运行,实现了系统离、并网运行的统一控制。非重要负载在系统内能量不足时主动降功率运行,提高了系统稳定运行区间。

摘要：利用移相全桥变换器设计直流微电网中的储能单元,并采用蓄电池作为储能设备。首先介绍了直流微电网的结构和基于母线电压信息的系统运行模式切换方法。在分析移相全桥变换器单侧移相和双侧移相工作原理的基础上,分别设计了储能单元恒压下垂模式和恒流模式的控制策略。结合直流微电网运行模式和储能单元控制策略,进一步提出了基于母线电压信息和微电网中心控制器指令相结合的储能单元运行模式切换方案。搭建了相关实验平台,所设计的储能单元可按照母线电压信息和电流指令在恒压与恒流模式之间进行切换,实验结果验证了所提储能单元控制策略与运行模式切换方案的有效性。

摘要：根据单相光伏并网逆变器的特点,针对两级式拓扑结构,对传统的双环控制方式(电压外环、电流内环)进行了详细分析,在此基础上提出一种基于输入功率前馈环节的新型光伏并网逆变器控制算法。该算法将光伏板输出功率作为前馈量加入到电流内环,使电流环给定含有输入功率信息。通过分析,该算法能有效提高传统控制方式输出电流对输入功率发生变化时的响应速度,使系统的动态响应性能更加优越。通过Matlab/Simulink对所设计算法进行了仿真分析,并给出有/无功率前馈环节输出电流对输入功率变化响应的对比,结果显示了该算法的有效性。同时设计1 kW试验样机,试验结果表明样机的动态响应特性也有明显的提高,进而证明了理论分析的正确性。

摘要：针对有源桥式隔离型三端口变换器(triple active bridge,TAB)存在的端口功率耦合和控制模型非线性问题,提出一种基于串联谐振网络的隔离型三端口变换器解耦方法。首先根据拓扑T/Δ等效变换和谐振工作原理对变换器的功率传输模型进行推导,分析了解耦网络对控制系统非线性特性的抑制作用,为系统控制环路设计和谐振参数的选取提供了依据。其次对单周期内变换器的工作模态和软开关特性进行了分析,给出功率传输电感参与谐振的实际工作过程。此外,对所研究拓扑和未解耦拓扑分别进行仿真,结果表明,该方法能够有效消除变换器功率控制环路的相互耦合,使拓扑等效为2个独立的DC/DC变换器,分别控制运行,提高系统的动态响应速度和稳定性。最后,通过试验样机在不同工况下进行实验验证,结果证明了原理分析的正确性和谐振解耦方法的有效性。

摘要：本仿真的背景基于全国大学生智能车竞赛,研究电动车在随机轨迹上的跟踪转向控制。由于电动车转向控制系统的不确定性,使用传统PID控制无法满足控制需求并可能产生调节振荡。模糊控制技术基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程,使控制算法的可控性、适应性和合理性得到提高。根据电动车转向控制的特点设计了一种简化了的模糊控制器,并与传统PID控制器进行比较。通过在MATLAB下搭建传统PID控制器模型和简化了的模糊控制器模型,最终分析和比较了该模糊控制器和传统PID控制器的不同控制效果。