單相電力電子變換器的二次諧波電流抑制技術(shù)

電力電子新技術(shù)系列圖書序言
前言
第1章緒論1
1.1兩級(jí)式單相變換器的應(yīng)用1
1.1.1單相變換器的應(yīng)用1
1.1.2單相變換器的結(jié)構(gòu)4
1.2二次諧波電流的產(chǎn)生和傳播5
1.3二次諧波電流的危害6
1.4二次諧波電流抑制方法7
1.4.1基于無源元件的二次諧波電流抑制方法7
1.4.2基于DC-DC變換器控制的二次諧波電流抑制方法8
1.4.3基于功率解耦的二次諧波電流抑制方法13
1.5二次諧波電流補(bǔ)償器16
1.5.1二次諧波電流補(bǔ)償器的控制策略16
1.5.2加入二次諧波電流補(bǔ)償器的兩級(jí)式單相變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性18
1.6本章小結(jié)20
參考文獻(xiàn)20
第2章兩級(jí)式單相變換器中二次諧波電流抑制的基本思路26
2.1兩級(jí)式單相變換器中DC-DC變換器的分類26
2.2兩級(jí)式單相變換器中DC-DC變換器的交流小信號(hào)模型27
2.3兩級(jí)式單相變換器中DC-DC變換器的母線端口阻抗特性29
2.3.1兩級(jí)式單相DC-AC逆變器中BVCC的母線端口阻抗推導(dǎo)30
2.3.2兩級(jí)式單相DC-AC逆變器中BCCC的母線端口阻抗推導(dǎo)30
2.3.3兩級(jí)式單相PFC變換器中BCCC的母線端口阻抗推導(dǎo)32
2.3.4兩級(jí)式單相PFC變換器中BVCC的母線端口阻抗推導(dǎo)33
2.3.5BVCC和BCCC的母線端口阻抗特性討論34
2.4二次諧波電流抑制的基本方法35
2.4.1BVCC的二次諧波電流抑制方法35
2.4.2BCCC的二次諧波電流抑制方法36
2.4.3基于二次諧波電流補(bǔ)償器的二次諧波電流抑制方法36
2.5本章小結(jié)39
參考文獻(xiàn)39
第3章兩級(jí)式單相DC-AC逆變器中前級(jí)為Buck類BVCC的
二次諧波電流抑制方法41
3.1二次諧波電流的傳播機(jī)理41
3.2Buck類BVCC的二次諧波電流抑制方法42
3.2.1虛擬串聯(lián)阻抗和虛擬并聯(lián)阻抗的引入42
3.2.2Buck變換器中虛擬串聯(lián)阻抗和虛擬并聯(lián)阻抗的選取43
3.3Buck類BVCC的二次諧波電流抑制控制策略推導(dǎo)47
3.3.1加帶通濾波器電感電流反饋的二次諧波電流抑制控制策略47
3.3.2基于虛擬電阻的二次諧波電流抑制控制策略48
3.3.3帶阻濾波器級(jí)聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器的二次諧波電流抑制控制策略48
3.3.4加帶通濾波器電容電壓反饋的二次諧波電流抑制控制策略48
3.3.5加帶阻濾波器負(fù)載電流前饋的二次諧波電流抑制控制策略49
3.3.6加入負(fù)載電流前饋并復(fù)用帶阻濾波器的二次諧波電流抑制控制策略49
3.3.7不同二次諧波電流抑制控制策略的比較51
3.4兼顧二次諧波電流抑制和穩(wěn)定裕度的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)52
3.4.1采用VRS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)53
3.4.2采用BPF-ICFS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)57
3.4.3采用NF-VL+LCFFS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)58
3.5采用不同控制策略時(shí)Buck類BVCC母線端口阻抗的對(duì)比60
3.6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證61
3.7本章小結(jié)65
參考文獻(xiàn)66
第4章兩級(jí)式單相DC-AC逆變器中前級(jí)為Boost類BVCC的二
次諧波電流抑制方法68
4.1二次諧波電流在Boost類BVCC和直流輸入源中的傳播機(jī)理68
4.2Boost類BVCC的二次諧波電流抑制方法69
4.2.1虛擬串聯(lián)阻抗和虛擬并聯(lián)阻抗的引入69
4.2.2Boost變換器中虛擬串聯(lián)阻抗和虛擬并聯(lián)阻抗的選取71
4.3Boost類BVCC的二次諧波電流抑制控制策略推導(dǎo)75
4.3.1加帶通濾波器的二極管(電感)電流反饋的二次諧波電流抑制控制策略75
4.3.2基于虛擬電阻的二次諧波電流抑制控制策略75
4.3.3加帶阻濾波器負(fù)載電流前饋的二次諧波電流抑制控制策略76
4.3.4帶阻濾波器級(jí)聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器并加入負(fù)載電流前饋的二次諧波電流抑制
控制策略77
4.3.5不同二次諧波電流抑制方法的比較77
4.4兼顧二次諧波電流抑制和穩(wěn)定裕度的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)80
4.4.1采用VRS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)80
4.4.2采用BPF-ICFS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)84
4.4.3采用NF-VR+LCFFS時(shí)的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)86
4.5采用不同控制策略時(shí)Boost類BVCC母線端口阻抗的對(duì)比87
4.6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證89
4.7本章小結(jié)93
參考文獻(xiàn)93
第5章基于DCX-LLC諧振變換器的兩級(jí)式DC-AC逆變器中
二次諧波電流抑制方法95
5.1二次諧波電流的傳播機(jī)理95
5.2預(yù)調(diào)節(jié)器+LLC變換器的小信號(hào)模型96
5.2.1LLC諧振變換器的小信號(hào)模型96
5.2.2DCX-LLC諧振變換器小信號(hào)模型的近似簡化98
5.2.3預(yù)調(diào)節(jié)器+LLC變換器的小信號(hào)模型99
5.3抑制二次諧波電流的基本思路100
5.3.1Cb1和Cb2的設(shè)計(jì)100
5.3.2抑制二次諧波電流的基本思路101
5.4抑制前級(jí)預(yù)調(diào)節(jié)器+LLC變換器中二次諧波電流的控制策略102
5.4.1在電壓環(huán)中加入帶阻濾波器102
5.4.2在整流橋支路引入虛擬串聯(lián)阻抗102
5.4.3同時(shí)加入帶阻濾波器并引入虛擬串聯(lián)阻抗104
5.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證104
5.5.1兩級(jí)式DC-AC逆變器的實(shí)現(xiàn)104
5.5.2虛擬串聯(lián)阻抗的設(shè)計(jì)105
5.5.3不同控制策略下前級(jí)變換器的輸出阻抗對(duì)比106
5.5.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果106
5.6本章小結(jié)110
參考文獻(xiàn)110
第6章兩級(jí)式逆變器中前級(jí)為BCCC的二次諧波電流抑制方法112
6.1前級(jí)Boost變換器的小信號(hào)模型112
6.2二次諧波電流抑制方法114
6.2.1前級(jí)Boost變換器中二次諧波電流抑制方法114
6.2.2光伏電池中二次諧波電流的抑制方法116
6.3抑制二次諧波電流的控制方法117
6.3.1諧振峰的阻尼117
6.3.2電感電流反饋系數(shù)與電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法120
6.3.3基于PIR調(diào)節(jié)器的抑制二次諧波電流的控制方法122
6.4設(shè)計(jì)實(shí)例122
6.4.1系統(tǒng)閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)123
6.4.2諧振調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)124
6.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證125
6.6本章小結(jié)127
參考文獻(xiàn)128
第7章兩級(jí)式單相PFC變換器中DC-DC變換器的二次諧波
電流抑制方法130
7.1二次諧波電流的傳播機(jī)理130
7.2后級(jí)DC-DC變換器中的二次諧波電流抑制方法131
7.2.1后級(jí)DC-DC變換器為BCCC131
7.2.2后級(jí)DC-DC變換器為BVCC132
7.3后級(jí)DC-DC變換器中的二次諧波電流的抑制方法137
7.3.1基于帶通濾波器的輸入電流或輸出電流反饋的二次諧波電流抑制方法137
7.3.2基于帶阻濾波器輸入電流前饋的二次諧波電流抑制方法137
7.3.3帶阻濾波器級(jí)聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器并加入輸入電流前饋的二次諧波電流抑制
方法140
7.3.4不同二次諧波電流抑制控制策略的比較140
7.4后級(jí)DC-DC變換器的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)方法141
7.4.1中間母線電壓環(huán)環(huán)路增益的推導(dǎo)142
7.4.2NF-ICFFS的閉環(huán)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法143
7.4.3BPF-OCFS的閉環(huán)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法146
7.4.4NF-VR+ICFFS的閉環(huán)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法147
7.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證148
7.5.1移相控制全橋變換器為BCCC148
7.5.2移相控制全橋變換器為BVCC149
7.6本章小結(jié)152
參考文獻(xiàn)153
第8章AC-DC-AC變換器系統(tǒng)中DC-DC變換器的二次諧波
電流抑制方法154
8.1AC-DC-AC變換器系統(tǒng)中二次諧波電流的產(chǎn)生和傳播機(jī)理154
8.1.1二次諧波電流的產(chǎn)生154
8.1.2二次諧波電流的傳播機(jī)理155
8.2抑制二次諧波電流的基本思路156
8.2.1DC-DC變換器控制Vbus2時(shí)二次諧波電流的抑制思路157
8.2.2DC-DC變換器控制Vbus1時(shí)二次諧波電流的抑制思路159
8.3抑制二次諧波電流的控制策略159
8.3.1基于虛擬串聯(lián)阻抗的二次諧波電流抑制控制策略159
8.3.2加入虛擬串聯(lián)阻抗后的參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則162
8.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果164
8.4.1AC-DC-AC變換器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)164
8.4.2虛擬串聯(lián)阻抗的參數(shù)設(shè)計(jì)166
8.4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果167
8.5本章小結(jié)169
參考文獻(xiàn)169
第9章二次諧波電流補(bǔ)償器的電流基準(zhǔn)前饋控制171
9.1無電解電容SHCC的工作原理171
9.2SHCC的電壓電流雙閉環(huán)控制173
9.3SHCC的電流基準(zhǔn)前饋控制175
9.4SHCC的簡化電流基準(zhǔn)前饋控制177
9.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證179
9.6本章小結(jié)185
參考文獻(xiàn)185
第10章二次諧波電流補(bǔ)償器的單周期控制186
10.1無電解電容SHCC的基本電路拓?fù)?86
10.2SHCC的單周期控制策略187
10.2.1單周期控制的基本原理187
10.2.2混合型單周期控制策略192
10.2.3加直流電流偏置的單周期控制策略194
10.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證198
10.4加直流電流偏置的單周期控制策略在其他SHCC中的推廣202
10.5本章小結(jié)202
參考文獻(xiàn)203
第11章基于虛擬并聯(lián)阻抗的二次諧波電流補(bǔ)償器的控制策略204
11.1基于虛擬并聯(lián)阻抗的二次諧波電流補(bǔ)償方法204
11.1.1基本控制方法的提出204
11.1.2SHCC原始端口阻抗特性205
11.1.3虛擬并聯(lián)阻抗的引入和實(shí)現(xiàn)207
11.2虛擬并聯(lián)阻抗的選取208
11.3虛擬并聯(lián)阻抗的設(shè)計(jì)210
11.3.1PFC變換器和移相控制全橋變換器的母線端口阻抗特性210
11.3.2Cp的設(shè)計(jì)211
11.3.3rp和rd的設(shè)計(jì)212
11.4SHCC閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)214
11.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證216
11.6本章小結(jié)221
參考文獻(xiàn)221
第12章減小SHCC損耗的儲(chǔ)能電容電壓自適應(yīng)控制223
12.1無電解電容SHCC中的重要數(shù)量關(guān)系223
12.2儲(chǔ)能電容電壓的自適應(yīng)控制225
12.2.1Buck型SHCC中儲(chǔ)能電容電壓的值控制225
12.2.2Boost型SHCC中儲(chǔ)能電容電壓的小值控制226
12.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證227
12.3.1Buck型SHCC的儲(chǔ)能電容電壓值控制227
12.3.2Boost型SHCC的儲(chǔ)能電容電壓小值控制229
12.4本章小結(jié)230
參考文獻(xiàn)231
第13章帶二次諧波電流補(bǔ)償器的兩級(jí)式單相變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析232
13.1兩級(jí)式單相變換器系統(tǒng)的分類232
13.2SHCC的控制方法和母線端口阻抗特性234
13.2.1SHCC的控制方法234
13.2.2SHCC的母線端口阻抗特性235
13.3帶SHCC的兩級(jí)式單相變換器系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析237
13.4基于虛擬并聯(lián)阻抗的穩(wěn)定性改善方法241
13.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證242
13.5.1前級(jí)Boost PFC變換器工作在BVCC244
13.5.2前級(jí)Boost PFC變換器為BCCC246
13.6本章小結(jié)249
參考文獻(xiàn)249