针对氢燃料电池大功率电机驱动系统,提出一种以燃料电池为主动力源的轻量化级联H桥(cascadedH-bridge,CHB)型混合动力中压电机调速系统。所提系统由燃料电池/蓄电池/超级电容的混合动力源供电,基于四有源桥(quad activebridge,QAB)与CH...针对氢燃料电池大功率电机驱动系统,提出一种以燃料电池为主动力源的轻量化级联H桥(cascadedH-bridge,CHB)型混合动力中压电机调速系统。所提系统由燃料电池/蓄电池/超级电容的混合动力源供电,基于四有源桥(quad activebridge,QAB)与CHB子模块互联的两级变换器(cascaded H-bridges with quad active bridge,CHB-QAB)作为调速变换器。CHB-QAB通过四绕组高频变压器将各子模块进行内部互联,采用单边同步双边移相调制的策略,使得所有子模块呈现开关电容特性,在不依赖复杂控制的前提下,减小子模块电容的容值,提升系统的功率密度。针对三类动力源,采用基于低通滤波(lowpassfilter,LPF)的能量管理策略,保证电机实际运行过程中的有效功率分配,解决燃料电池对电机动态响应缓慢和燃料饥饿现象等问题。最后通过仿真与实验对所提轻量化电机调速系统进行验证。展开更多
该文提出一种基于波动功率解耦的模块化多电平换流器(ripple-power decoupling based modular multilevel converter,RPD-MMC)电机调速系统,通过半桥与变压器结构的高频链将子模块(submodule,SM)隔离后进行横向互联,实现三相波动功率在S...该文提出一种基于波动功率解耦的模块化多电平换流器(ripple-power decoupling based modular multilevel converter,RPD-MMC)电机调速系统,通过半桥与变压器结构的高频链将子模块(submodule,SM)隔离后进行横向互联,实现三相波动功率在SM电容中的解耦,进而消除共模电压(common-mode voltage,CMV)低频波动分量;并提出一种脉冲优化控制CPS-SPWM(pulse optimization control CPS-SPWM,POC-CPS-SPWM)策略,控制任一时刻MMC三相的上、下桥臂导通SM个数保持一致,消除CMV高频波动分量,最终实现对CMV的完全消除。该文从CMV的机理与特性分析出发,分别对低频与高频抑制的方案提出、原理分析与效果实现进行探讨,最后通过仿真与实验,验证CMV机理分析与两种策略消除CMV的可行性与有效性。展开更多
文中提出一种基于开关电容结构的模块化多电平换流器(switched-capacitors based modular multilevel converter,SC-MMC)拓扑方案。该拓扑通过基于半桥与变压器结构的高频链将子模块(submudule,SM)隔离后互联在一起,所有SMs电容之间呈...文中提出一种基于开关电容结构的模块化多电平换流器(switched-capacitors based modular multilevel converter,SC-MMC)拓扑方案。该拓扑通过基于半桥与变压器结构的高频链将子模块(submudule,SM)隔离后互联在一起,所有SMs电容之间呈现开关电容特性,在不依靠控制的前提下,同时实现SM波动功率的自然消除、桥臂2倍频循环电流的抑制及SM电压的自动均衡,从而大幅提升系统的功率密度,并且简化控制系统的设计。文中对传统MMC的波动特性以及关键组件参数约束进行研究,对SC-MMC实现上述功能的过程进行详细描述,并对新拓扑的参数与配置进行分析。最后,搭建一台SC-MMC的实验模型,实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。展开更多
文中提出一种控制简单的基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)拓扑方案,利用谐振式推挽(resonant push-pull converter,RPPC)结构的高频链将MMC子模块(sub-module,...文中提出一种控制简单的基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)拓扑方案,利用谐振式推挽(resonant push-pull converter,RPPC)结构的高频链将MMC子模块(sub-module,SM)互联,形成一条低压直流母线。RPPC采用定频定占空比的开环控制使其工作在谐振频率,利用高频链的低阻抗特性实现三相对称的低频波动功率自然耦合,从而大幅降低SM电容的尺寸,明显提升了系统的功率密度,同时实现了桥臂2倍频循环电流的自然消除以及SM电压的自动均衡。文中首先对MMC-SST的波动特性进行介绍,进一步对高频链实现波动功率耦合的过程进行建模分析。最后,仿真与实验验证所提拓扑的优良性能。展开更多
文摘针对氢燃料电池大功率电机驱动系统,提出一种以燃料电池为主动力源的轻量化级联H桥(cascadedH-bridge,CHB)型混合动力中压电机调速系统。所提系统由燃料电池/蓄电池/超级电容的混合动力源供电,基于四有源桥(quad activebridge,QAB)与CHB子模块互联的两级变换器(cascaded H-bridges with quad active bridge,CHB-QAB)作为调速变换器。CHB-QAB通过四绕组高频变压器将各子模块进行内部互联,采用单边同步双边移相调制的策略,使得所有子模块呈现开关电容特性,在不依赖复杂控制的前提下,减小子模块电容的容值,提升系统的功率密度。针对三类动力源,采用基于低通滤波(lowpassfilter,LPF)的能量管理策略,保证电机实际运行过程中的有效功率分配,解决燃料电池对电机动态响应缓慢和燃料饥饿现象等问题。最后通过仿真与实验对所提轻量化电机调速系统进行验证。
文摘该文提出一种基于波动功率解耦的模块化多电平换流器(ripple-power decoupling based modular multilevel converter,RPD-MMC)电机调速系统,通过半桥与变压器结构的高频链将子模块(submodule,SM)隔离后进行横向互联,实现三相波动功率在SM电容中的解耦,进而消除共模电压(common-mode voltage,CMV)低频波动分量;并提出一种脉冲优化控制CPS-SPWM(pulse optimization control CPS-SPWM,POC-CPS-SPWM)策略,控制任一时刻MMC三相的上、下桥臂导通SM个数保持一致,消除CMV高频波动分量,最终实现对CMV的完全消除。该文从CMV的机理与特性分析出发,分别对低频与高频抑制的方案提出、原理分析与效果实现进行探讨,最后通过仿真与实验,验证CMV机理分析与两种策略消除CMV的可行性与有效性。
文摘文中提出一种基于开关电容结构的模块化多电平换流器(switched-capacitors based modular multilevel converter,SC-MMC)拓扑方案。该拓扑通过基于半桥与变压器结构的高频链将子模块(submudule,SM)隔离后互联在一起,所有SMs电容之间呈现开关电容特性,在不依靠控制的前提下,同时实现SM波动功率的自然消除、桥臂2倍频循环电流的抑制及SM电压的自动均衡,从而大幅提升系统的功率密度,并且简化控制系统的设计。文中对传统MMC的波动特性以及关键组件参数约束进行研究,对SC-MMC实现上述功能的过程进行详细描述,并对新拓扑的参数与配置进行分析。最后,搭建一台SC-MMC的实验模型,实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。
文摘文中提出一种控制简单的基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)拓扑方案,利用谐振式推挽(resonant push-pull converter,RPPC)结构的高频链将MMC子模块(sub-module,SM)互联,形成一条低压直流母线。RPPC采用定频定占空比的开环控制使其工作在谐振频率,利用高频链的低阻抗特性实现三相对称的低频波动功率自然耦合,从而大幅降低SM电容的尺寸,明显提升了系统的功率密度,同时实现了桥臂2倍频循环电流的自然消除以及SM电压的自动均衡。文中首先对MMC-SST的波动特性进行介绍,进一步对高频链实现波动功率耦合的过程进行建模分析。最后,仿真与实验验证所提拓扑的优良性能。
