电力电子

一种应用于磁悬浮轴承的四相四桥臂电力电子变换器

作者：胡载东, 蒋栋, 孙宏博

摘要：磁悬浮轴承系统中,功率放大器是重要组成部分。该文针对八极径向磁轴承中四个线圈电流的关系及特点，分析一种四相四桥臂拓扑的电力电子变换器在磁轴承中应用的可行性。该结构省去一些磁轴承功放中需要用到的公共桥臂，仅用四个桥臂达到对一个径向轴承上四个线圈电流的控制，实现了器件的最优化利用，显著减小了体积、降低了成本。该文分析此控制器的控制原理及调制方式，两组线圈电流控制采用相反载波从而减少了线圈电流纹波。分析电感不对称对电流控制带来的影响，提出采用不同参数PI控制器的解决方案，同时进一步分析当电感不对称无法完全补偿时对磁轴承位置的影响。对变换器进行仿真，并制作样机在四自由度磁悬浮轴承平台上进行实验验证。结果表明，该拓扑能满足磁轴承的控制需求，并能有效减小体积、降低控制器成本。

基于耦合电感的多相交错并联双向DC-DC变换器及其均流控制

作者：苏冰, 王玉斌, 王璠, 郭政, 董羽翔

摘要：为了解决多相交错并联磁集成双向DC-DC变换器中单磁心耦合电感结构不对称、成本高和设计比较困难等问题，提出一种基于双绕组耦合电感的多相交错并联双向DC-DC变换器。该文以四相交错并联双向DC-DC变换器为例，采用四个双绕组耦合电感代替单磁心耦合电感，详细研究所提变换器的稳态和暂态性能。同时，变换器运行时由于相电路参数差异可能引起相间不均流问题，使得重载相过载发热，进而影响到整个变换器的运行可靠性。为此，该文提出一种基于相电流解耦的均流控制策略来解决这个问题。最后，通过仿真和样机实验验证了所提拓扑和均流控制方法的优越性、可靠性和实用性。

基于多模态切换的宽电压增益LLC谐振变换器控制策略

作者：冯兴田, 邵康, 崔晓, 马文忠, 王玉彬

摘要：三相交错LLC谐振变换器具有功率密度高、输出电流纹波小等优点，在电动汽车充电以及新能源发电等领域得到广泛关注。该文将三相交错LLC谐振变换器的变压器一次和二次绕组均设置为星形联结，提出一种新型控制策略，对于不同的输入电压，通过检测开关频率大小来控制变换器分别工作在三相交错模态、单相全桥模态和单相半桥模态，维持输出电压稳定。针对单相全桥模态和单相半桥模态的切换，该文基于数字控制器设计一种触发脉冲占空比逐步变化的柔性过渡方法，有效地减小了切换过程中输出电压抖动。详细分析MOSFET寄生参数的相关影响，得到变压器励磁电感限定条件，实现变换器宽电压增益及全范围软开关，提高变换器效率。最后通过实验验证了宽电压增益LLC谐振变换器控制策略的可行性和优越性。

准Z源三电平并网逆变器的无源控制策略

作者：程启明, 江畅, 沈磊, 程尹曼

摘要：该文将无源控制（PBC）引入到一种准Z源三电平并网逆变器上，该方法无需对逆变器系统进行线性化处理，就可实现良好的并网控制。首先，讨论逆变器拓扑的工作原理，推导出逆变器整体数学模型，给出无源E-L（Euler-Lagrange）方程形式；然后，验证逆变器系统具有严格的无源特性，通过采用合适的阻尼注入和控制率，加速逆变器系统达到期望点，得到逆变器并网电流解耦的无源控制规律，设计出逆变器的无源控制系统，并结合正弦脉宽调制（SPWM）算法驱动逆变器的开关动作；最后，在Matlab/Simulink软件仿真平台和硬件平台上进行实验，实验结果表明，该文基于E-L模型的无源控制策略具有动态特性好、鲁棒性强等优点。

基于感应电机电流纹波峰值的可变开关频率脉冲宽度调制

作者：黄鹏, 刘和平, 苗轶如, 游逍遥, 郭强

摘要：与广泛使用的固定开关频率脉宽调制（CSFPWM）策略相比，采用可变开关频率脉宽调制（VSFPWM）可在一定程度上消减电流功率谱密度尖峰，从而降低电机的窄带噪声和系统的传导电磁干扰（EMI）。该文首先基于坐标变换推导出感应电机定子电流纹波峰值的解析表达式，在此基础上提出一种减少开关损耗的VSFPWM策略：在满足最大纹波峰值的约束条件下，根据定子电流纹波与调制比及相位的关系，得到一种可变开关频率的确定方法，通过改变开关频率降低逆变器开关损耗。最后对所提出的调制策略进行理论分析和仿真验证，并搭建了15kW感应电机对拖实验平台，通过分析定子电流及MOSFET的温升情况，验证了可变开关频率脉冲宽度调制（PWM）策略的可行性和有效性。

文章来源：《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/zonghexinwen/2021/0208/657.html