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三相双降压逆变器中电感的磁集成方式比较与优化设计

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电工技术学报 2016年第13期31卷 55-63页

作者：吕林娜肖岚祁琦南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016

三相双降压逆变器克服了传统桥式逆变器中桥臂功率管直通的问题,可靠性高,但输出滤波电感数量多、体积大,利用磁集成的技术可以减小磁性元件的体积重量,提高系统功率密度。针对该问题从电感耦合方式的角度入手分析不同磁集成方案,从电... 详细信息

三相双降压逆变器克服了传统桥式逆变器中桥臂功率管直通的问题,可靠性高,但输出滤波电感数量多、体积大,利用磁集成的技术可以减小磁性元件的体积重量,提高系统功率密度。针对该问题从电感耦合方式的角度入手分析不同磁集成方案,从电路原理上讨论各方案的可行性及电感对进网电流波形和电路运行特性的影响。据此提出一种同名端相连不完全耦合的电感集成方案,其等效的三电感形式和传统双降压拓扑中两电感在电路中工作特性一致。和已有的磁集成方案及不采用任何磁集成方案相比,该方案在电感体积和滤波效果等方面均得到优化。最后设计并搭建一台15 k V·A的三相双降压并网逆变器原理样机进行实验验证,实验结果与理论分析吻合。

关键词：磁集成双降压三相逆变器耦合电感

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新型双降压式模块化多电平直流变压器

电力工程技术 2020年第5期39卷 169-177页

作者：吕丹孙毅超郭勐葳王琦南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京210023 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

直流变压器对直流配电网的稳定运行有着至关重要的作用。针对半桥和全桥型模块化多电平直流变压器(MMPCT)存在的直通和死区问题,提出一种新型双降压式模块化多电平直流变压器(DB-MMDCT),并分析其拓扑结构和工作原理。基于类方波调制方法... 详细信息

直流变压器对直流配电网的稳定运行有着至关重要的作用。针对半桥和全桥型模块化多电平直流变压器(MMPCT)存在的直通和死区问题,提出一种新型双降压式模块化多电平直流变压器(DB-MMDCT),并分析其拓扑结构和工作原理。基于类方波调制方法,分析在不同外移相角和桥臂子模块内移相角的情况下,该拓扑的变压器漏感电流以及功率传输特性。提出基于子模块电容电压变化量与当前电容电压值的排序算法,实现桥臂内电容电压平衡。基于PSIM平台对比半桥型模块化多电平直流变压器(HB-MMDCT)与DB-MMDCT在类方波调制方法下的运行特性,结果表明DB-MMDCT消除了直通问题,降低了漏感电流应力,提高了可靠性,验证了文中所提拓扑和控制方法的可行性和有效性。

关键词：模块化多电平直流变压器(MMDCT) 双降压类方波调制电容电压平衡传输功率

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飞跨电容型双降压五电平逆变器

中国电机工程学报 2012年第12期32卷 14-21页

作者：刘苗洪峰王成华南京航空航天大学电子信息工程学院江苏省南京市210016

为综合利用飞跨电容逆变器和双Buck电路的优点,以双Buck电路为基本单元构建多电平逆变器,提出一种新颖的五电平双降压式飞跨电容逆变器。该拓扑结构不同于传统的飞跨电容型、二级管钳位型或级联型多电平逆变器,它保留了双Buck逆变器无... 详细信息

为综合利用飞跨电容逆变器和双Buck电路的优点,以双Buck电路为基本单元构建多电平逆变器,提出一种新颖的五电平双降压式飞跨电容逆变器。该拓扑结构不同于传统的飞跨电容型、二级管钳位型或级联型多电平逆变器,它保留了双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点和电流半周期工作模式。飞跨电容通过逻辑电路对冗余模态进行选择,实现充放电的均衡。与传统的桥式多电平逆变器相比,钳位电路得到简化,电路复杂度降低,无桥臂直通隐患,系统稳定性提高。理论分析、仿真和实验结果均表明了该逆变器性能的优越性。

关键词：飞跨电容均压双降压五电平逆变器

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五电平飞跨电容型双降压逆变器

电工技术学报 2011年第5期26卷 83-87,94页

作者：刘苗洪峰王成华南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

提出了一种新颖的五电平飞跨电容型双降压逆变器,即在双Buck电路为主电路的基础上构建的飞跨电容钳位型的多电平逆变器。该拓扑保留了双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点,消除了桥臂直通的隐患和体二极管反向恢复问... 详细信息

提出了一种新颖的五电平飞跨电容型双降压逆变器,即在双Buck电路为主电路的基础上构建的飞跨电容钳位型的多电平逆变器。该拓扑保留了双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点,消除了桥臂直通的隐患和体二极管反向恢复问题。该拓扑结构具备了飞跨电容钳位开关组合方式灵活的优点,其通过逻辑电路对开关模态组合进行调节,解决了飞跨电容的均压问题。在此基础上,对该拓扑进行了saber仿真,并进行了实际试验,得到了仿真及实验波形,验证了分析的正确性和可行性。

关键词：飞跨电容逆变器双降压五电平逆变器

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五电平双降压式半桥逆变器

中国电机工程学报 2011年第24期31卷 19-25页

作者：杨伟洪峰王成华南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏省南京市210016

以双Buck电路为基本单元构建多电平逆变器,提出新颖的五电平双降压式半桥逆变器。该拓扑结构不同于传统飞跨电容型、二极管箝位型或级联型多电平逆变器,它保留了双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点和电流半周期工作... 详细信息

以双Buck电路为基本单元构建多电平逆变器,提出新颖的五电平双降压式半桥逆变器。该拓扑结构不同于传统飞跨电容型、二极管箝位型或级联型多电平逆变器,它保留了双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点和电流半周期工作模式。与传统桥式多电平逆变器相比,钳位电路得到简化,电路复杂度降低,无桥臂直通隐患,系统稳定性提高。理论分析、仿真和实验结果均表明该逆变器性能优异,同时实现了高效率和小的滤波器体积重量。

关键词：逆变器拓扑结构双降压五电平半桥

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一种五电平双降压式并网逆变器

电力电子技术 2012年第11期46卷 12-13,31页

作者：夏玲芳张犁胡海兵邢岩南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室江苏南京210016

针对光伏发电领域对并网逆变器效率等一系列性能要求的日益提升,此处提出了一种二极管串联型五电平双降压式并网逆变器(FLDBI),由三电平双降压式半桥逆变器和两电平桥臂组合生成。该拓扑继承了双降压式变换器和多电平技术的优点,开关管... 详细信息

针对光伏发电领域对并网逆变器效率等一系列性能要求的日益提升,此处提出了一种二极管串联型五电平双降压式并网逆变器(FLDBI),由三电平双降压式半桥逆变器和两电平桥臂组合生成。该拓扑继承了双降压式变换器和多电平技术的优点,开关管和滤波电感的电压阶梯小,无开关管体二极管反向恢复问题。详细分析了拓扑的构成方式和工作原理,研究了控制调制策略和实现方法,给出了关键参数设计方法。基于TMS320F2808型DSP,搭建了一台1kW实验样机,验证了分析设计的正确性和合理性,变换器输出波形质量高、功率密度和变换效率高。

关键词：逆变器双降压多电平高效率

双降压式模块化多电平直流变压器子模块电感不对称分析

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电气应用 2024年第4期43卷 100-106页

作者：吕丹国网江苏省电力有限公司高邮市供电分公司江苏高邮225600

为了探究双降压式模块化多电平直流变压器(Dual Buck Modular Multilevel DC Transformer,DBMMDCT)子模块电感参数不对称对子桥臂间功率差的影响,通过构建其共模和差模等效电路,将桥臂传输功率分解为共模和差模部分,得出桥臂功率差与子... 详细信息

为了探究双降压式模块化多电平直流变压器(Dual Buck Modular Multilevel DC Transformer,DBMMDCT)子模块电感参数不对称对子桥臂间功率差的影响,通过构建其共模和差模等效电路,将桥臂传输功率分解为共模和差模部分,得出桥臂功率差与子模块电感差的定量关系,并通过仿真进行验证。结果证明子模块电感参数不对称会引起桥臂电感电压偏置,增加环流纹波,降低运行稳定性。

关键词：双降压直流变压器耦合电感桥臂功率差

基于数字控制的双降压式多电平逆变器的设计与实现

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基于数字控制的双降压式多电平逆变器的设计与实现

作者：杨伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

多电平逆变器是当前研究热点,如何简化拓扑结构,提高电路可靠性是研究中的关键问题。国内外学者基于桥式多电平逆变器,提出了许多改进措施,获得了较多的成果。本文则从另一角度出发,以双降压式电路为基本单元构建多电平逆变器,设计和论... 详细信息

多电平逆变器是当前研究热点,如何简化拓扑结构,提高电路可靠性是研究中的关键问题。国内外学者基于桥式多电平逆变器,提出了许多改进措施,获得了较多的成果。本文则从另一角度出发,以双降压式电路为基本单元构建多电平逆变器,设计和论证了一种新型的双降压式五电平逆变器,该逆变器保留了双降压电路的优点,有利于简化箝位电路,提高系统可靠性。论文首先对双降压式五电平逆变器进行了总体方案设计,包括拓扑结构的构建、闭环控制策略及调制方式的比较与选择;其次,从开关工作模态、闭环控制策略、均压解耦控制等方面具体分析了该逆变器的工作原理;然后,根据总体方案对该逆变器进行详细的硬件电路和软件程序的设计,硬件部分包括主功率电路、采样调理电路、保护电路、驱动电路、数字控制器硬件部分电路、PWM信号分配单元电路的设计,软件部分主要包括数字PI算法、SPWM的DSP生成算法及分区控制信号产生算法的设计。最后,对双降压式五电平逆变器进行Saber系统仿真和1kW的样机实验分析。仿真及实验结果均表明该设计方案合理可行,逆变器性能优异,输出五电平的同时,整机效率、波形THD等指标均达到了设计要求。

关键词：数字控制双降压五电平逆变器闭环控制策略 SPWM

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一种无桥臂直通风险的三相双输入逆变器

一种无桥臂直通风险的三相双输入逆变器

作者：李尚南京航空航天大学

学位级别：硕士

两级式逆变系统在航空静止变流器、光伏并网逆变器等场合已经获得广泛应用,但是其所有功率都经过两级功率变换,限制了系统变换效率的提高。本文提出一种三相双输入双Buck逆变器,使得低压直流输入源可以直接向逆变器供电,减小了功率变换... 详细信息

两级式逆变系统在航空静止变流器、光伏并网逆变器等场合已经获得广泛应用,但是其所有功率都经过两级功率变换,限制了系统变换效率的提高。本文提出一种三相双输入双Buck逆变器,使得低压直流输入源可以直接向逆变器供电,减小了功率变换级数,提高了系统变换效率。本文在现有的双输入正向脉冲电压源单元基础上,推导了双输入负向脉冲电压源单元和双输入双向脉冲电压源单元,利用该组单元,构建了一族三相双输入双Buck逆变器拓扑。该族拓扑保留了双Buck逆变器无桥臂直通风险、独立二极管续流的优点,同时利用两个直流输入源,可以在每相桥臂输出三种电平,应用于准单级式逆变系统时,可以减少功率变换级数,提高变换效率。本文选取典型拓扑,分析了其三电平工作模态,并给出了相应的载波自适应调制策略。针对所选取的典型拓扑,分析计算了该拓扑的工作特性,包括输出谐波特性和功率传输特性。通过功率损耗的理论计算,证明了相对于传统两级式三相双Buck逆变系统,基于三相双输入双Buck逆变器的准单级式逆变系统具有更高的变换效率。最后本文设计制作了2 kW基于三相双输入双Buck逆变器的准单级式逆变系统样机,并通过仿真和实验,验证了三相双输入双Buck逆变器拓扑及其调制策略的可行性、理论计算的正确性。

关键词：三相逆变器准单级式双输入变换器双降压多电平