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一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器

太阳能学报 2023年第2期44卷 460-467页

作者：马海啸应雯南京邮电大学自动化学院人工智能学院南京210023

提出一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器拓扑来抑制无变压器光伏发电系统中的漏电流。该拓扑在H7型逆变器拓扑的基础上增加了一个钳位电路,该电路由3个容值相等的分压电容和3个钳位开关管构成,钳位电路可实现逆变器的共模电压在续流状... 详细信息

提出一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器拓扑来抑制无变压器光伏发电系统中的漏电流。该拓扑在H7型逆变器拓扑的基础上增加了一个钳位电路,该电路由3个容值相等的分压电容和3个钳位开关管构成,钳位电路可实现逆变器的共模电压在续流状态内保持稳定。同时提出一种共模电压高频控制方案,在保证钳位点的电压为UPV/3或2UPV/3的基础上增加了共模电压的频率,对应的增加了电路的共模回路阻抗,系统的共模特性得到了优化,漏电流的抑制效果更好。搭建一台每相输出200 W的原理样机,通过saber仿真和硬件实验验证了理论分析的正确性。

关键词：光伏发电三相逆变器漏电流共模电压开关状态

用于漏电流抑制的正、反向钳位H10三相逆变器

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电机与控制学报 2022年第11期26卷 95-103页

作者：马海啸邵鹏程兰摘星南京邮电大学自动化学院、人工智能学院江苏南京210023

针对非隔离光伏发电系统存在的漏电流问题,提出了正、反向两种不同钳位方式的十开关三相逆变器拓扑(H10拓扑)。在传统三相逆变器拓扑基础上增加了两个直流母线隔离开关以及一个钳位电路,两种拓扑区别在于钳位电路的钳位开关位置不同。... 详细信息

针对非隔离光伏发电系统存在的漏电流问题,提出了正、反向两种不同钳位方式的十开关三相逆变器拓扑(H10拓扑)。在传统三相逆变器拓扑基础上增加了两个直流母线隔离开关以及一个钳位电路,两种拓扑区别在于钳位电路的钳位开关位置不同。同时对两种拓扑提出一种载波调制和逻辑运算相结合的通用控制策略。该控制策略能够使两种逆变器拓扑的共模电压幅值只在直流输入电压的1/3和2/3之间变化,但反向钳位逆变器拓扑的共模电压频率为正向钳位逆变器拓扑的3倍,高频状态下其共模回路阻抗显著增加,对于漏电流的抑制效果更加明显。最后搭建了两种逆变系统的仿真模型,以及每相输出功率200 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。

关键词：三相逆变器漏电流直流母线开关钳位电路共模电压共模回路阻抗

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一种带飞跨电容的组合式三相光伏逆变器

电力电子技术 2023年第8期57卷 10-12,35页

作者：马海啸唐树中南京邮电大学自动化学院人工智能学院江苏南京210023

为抑制三相非隔离光伏逆变器的漏电流,在此提出了一种带飞跨电容的组合式三相无漏电流光伏逆变器拓扑。该拓扑由3个新型带飞跨电容的单相H5逆变电路组合构成。光伏电池板的负端直接与地线相连,可以将光伏电池板对地寄生电容短路,能完全... 详细信息

为抑制三相非隔离光伏逆变器的漏电流,在此提出了一种带飞跨电容的组合式三相无漏电流光伏逆变器拓扑。该拓扑由3个新型带飞跨电容的单相H5逆变电路组合构成。光伏电池板的负端直接与地线相连,可以将光伏电池板对地寄生电容短路,能完全消除漏电流。各相之间独立运行,工作状态互不影响,很容易实现三相解耦控制,逆变器具有很强的带不对称负载能力。针对该无漏电流三相光伏逆变器,在此分析了其工作原理及模态,给出了三相正弦脉宽调制(SPWM)闭环控制方案以及飞跨电容的设计方法。最后设计了一台每相输出200 W的三相逆变器原理样机,通过仿真及实验验证了理论分析的正确性。

关键词：逆变器非隔离组合式共模电压

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双Buck逆变器的建模与优化设计

电工技术学报 2012年第8期27卷 35-41页

作者：马海啸陈凯龚春英南京邮电大学南京210046 南京航空航天大学航空电源重点实验室南京210016

对双Buck逆变器进行小信号分析和建模,研究了一种引入谐振控制器的瞬时电压电流反馈双环调节方式。电流内环采用滞环控制,具有易于实现、无条件稳定和响应速度快等优点;电压外环保证了输出电压具有较好的正弦度和稳态特性。此外,谐振控... 详细信息

对双Buck逆变器进行小信号分析和建模,研究了一种引入谐振控制器的瞬时电压电流反馈双环调节方式。电流内环采用滞环控制,具有易于实现、无条件稳定和响应速度快等优点;电压外环保证了输出电压具有较好的正弦度和稳态特性。此外,谐振控制器的引入也使系统输出外特性显著提高,与传统的采用电流前馈环提高负载抗扰动能力的方法相比,在不增加控制环的基础上,提高了系统的稳态性能,节约了逆变器成本。仿真和实验验证了该控制方案的可行性,系统取得了较好的输出波形质量,较快的动态响应,精确的稳压精度和较高的效率。

关键词：双Buck逆变器双环控制谐振控制器外特性

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三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略

电工技术学报 2014年第12期29卷 26-32页

作者：马海啸邵宇龚春英南京邮电大学自动化学院南京210023 南京航空航天大学自动化学院南京210016

三相四桥臂逆变器较成熟的控制策略都需依赖数字信号处理器来实现,但数字化控制的精确性受较多因素制约,其控制效果在一些场合并不理想。本文在分析了三相四桥臂逆变器数学模型的基础上,研究了一种三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略,... 详细信息

三相四桥臂逆变器较成熟的控制策略都需依赖数字信号处理器来实现,但数字化控制的精确性受较多因素制约,其控制效果在一些场合并不理想。本文在分析了三相四桥臂逆变器数学模型的基础上,研究了一种三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略,各相桥臂采用了改进的电压电流双闭环控制,通过加入谐振控制器提高逆变器的稳态精度,通过补偿零序谐波提高逆变器的输出正弦度和直流母线电压利用率;第四桥臂采用零序谐波电压PWM控制,保证了逆变器具有较强的带不平衡负载能力。仿真和实验验证了该控制策略具有方法简单、易于模拟电路实现、逆变器输出波形质量高、带不平衡负载能力强、动静态性能良好等优点。

关键词：三相四桥臂逆变器非数字化控制双闭环控制零序谐波不平衡负载

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半桥双降压式逆变器的电压谐振控制策略

电力自动化设备 2012年第7期32卷 66-70页

作者：马海啸严仰光南京邮电大学自动化学院江苏南京210046 南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

半桥双降压式逆变器通常采用的电压电流双闭环控制策略不能使逆变器获得足够高的稳态精度。为了克服这一缺点,在构建半桥双降压式逆变器数学模型的基础上,分析了一种改进型谐振控制器。该控制器在谐振点处可以将输入信号的幅值放大,但... 详细信息

半桥双降压式逆变器通常采用的电压电流双闭环控制策略不能使逆变器获得足够高的稳态精度。为了克服这一缺点,在构建半桥双降压式逆变器数学模型的基础上,分析了一种改进型谐振控制器。该控制器在谐振点处可以将输入信号的幅值放大,但不改变输入信号的相位,因此可以将谐振控制器和传统的电压电流双闭环控制器结合构成新的电压谐振控制器。该控制方法提高了逆变器的稳态精度,且控制器不需要采用数字电路,仅用简单的模拟电路就可实现,控制器参数的设计简单。研制了一台采用电压谐振控制策略的6 kV.A半桥双降压式逆变器的原理样机,实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词：逆变器数学模型双闭环控制器谐振控制器稳态精度

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一种用于漏电流抑制的续流箝位型三相逆变器

电机与控制学报 2020年第11期24卷 102-109页

作者：马海啸张晓峰南京邮电大学自动化学院南京210023

为了降低三相非隔离光伏逆变系统的漏电流,提出一种续流箝位型三相非隔离光伏逆变器。该拓扑在传统三相非隔离光伏逆变器交流侧加入续流开关,续流开关由1个开关管和三相不控整流桥并联构成。同时逆变器直流侧引入3个箝位电容,使输入电... 详细信息

为了降低三相非隔离光伏逆变系统的漏电流,提出一种续流箝位型三相非隔离光伏逆变器。该拓扑在传统三相非隔离光伏逆变器交流侧加入续流开关,续流开关由1个开关管和三相不控整流桥并联构成。同时逆变器直流侧引入3个箝位电容,使输入电压分为0、1/3、2/3和1四个电位点,并在1/3和2/3电位点加入2个箝位开关,使逆变器共模电压在整个逆变周期均可箝位于直流输入电压的1/3或2/3,减少了共模电压的脉动,从而降低系统漏电流。并且针对这种新的拓扑结构,利用共模电压和开关状态的关系,构造逆变器的逻辑控制信号。设计了一台每相输出200 W的原理样机,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

关键词：三相逆变器非隔离型共模电压漏电流续流箝位

应用于航空变频电源系统的新型串联混合有源滤波器

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航空学报 2009年第12期30卷 2428-2434页

作者：陈新马海啸龚春英南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016 南京邮电大学自动化学院江苏南京210046

目前变频交流(AC)电源系统开始逐渐应用到新型多电飞机(MEA)中,传统有源滤波器无法满足宽输入频率变化要求,为此需要设计一种适合于宽变频航空电源系统的有源滤波器。本文研究了一种应用于航空变频电源系统的新型串联混合有源滤波器(SHA... 详细信息

目前变频交流(AC)电源系统开始逐渐应用到新型多电飞机(MEA)中,传统有源滤波器无法满足宽输入频率变化要求,为此需要设计一种适合于宽变频航空电源系统的有源滤波器。本文研究了一种应用于航空变频电源系统的新型串联混合有源滤波器(SHAPF),该有源滤波器直接根据基波电流进行补偿,针对各种频率输入均能起到较好的抑制谐波作用。讨论了这种新型SHAPF的变频谐波抑制原理,给出了该滤波器的控制系统详细设计过程,包括基于双数字信号处理器(DSP)的控制平台设计和逐点动态检测基波电流的算法设计,最后进行了样机实验,对比了加入滤波器前后系统输入电流实验波形和谐波分析,加入滤波器后系统输入电流总谐波失真度(THD)由174.00%变化至4.80%,滤波效果良好;在360 Hz,400 Hz和720 Hz不同输入频率进行了滤波实验,验证系统在宽变频输入条件下均具有良好控制性能,满足航空变频输入时输入功率因数校正要求。

关键词：有源滤波器变频基波电流检测数字信号处理动态检测

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一种新颖的比例积分谐振控制策略

电力电子技术 2011年第6期45卷 73-75页

作者：马海啸南京邮电大学江苏南京210046

PI控制器可实现直流系统的输出无静差,但不能实现交流系统的输出无静差,因此采用PI控制器的逆变器的外特性通常不够硬。为了克服此缺点,在此研究了一种谐振控制器,利用其在谐振点处增益无穷大来实现逆变器输出的无静差。此外将谐振控制... 详细信息

PI控制器可实现直流系统的输出无静差,但不能实现交流系统的输出无静差,因此采用PI控制器的逆变器的外特性通常不够硬。为了克服此缺点,在此研究了一种谐振控制器,利用其在谐振点处增益无穷大来实现逆变器输出的无静差。此外将谐振控制器和PI控制器结合起来构成PI谐振控制器,该控制器不但具有PI控制器良好的稳定性能,而且具有谐振控制器良好的动静态性能。最后研制了一台逆变器原理样机,通过实验证明了理论分析的正确性。

关键词：逆变器比例积分控制器谐振控制器