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电力电子变换器外特性下垂并联控制方法研究

韦统振  
【摘要】:电力电子变换器模块的并联技术现己成为电力电子领域的研究热点。它可以增加系统功率,实现系统的冗余配置,大大提高系统的可靠性,现已被广泛应用于计算机、通信设备、医疗仪器等高性能的电源系统。并联控制方法主要分主从并联方法和外特性下垂并联方法两大类。由于外特性下垂并联控制方法不需要模块间的通讯,可以实现真正的冗余,所以越来越引起众多学者的关注。本文主要对外特性下垂并联控制方法的实现方式、动静态性能分析以及提高动、静态性能的方法进行系统的分析和研究,并研制了由两套AC/DC变换器并联组成的实验装置,对分析的结果进行了验证。 外特性下垂并联控制方法主要有负载电流前馈方式和减弱电压环方式两种实现方式,本文结合有关文献的结论给出了这两种实现方式的设计步骤,并详细对比分析了这两种实现方式的优缺点。 本文首次提出从变流器闭环输出阻抗的角度来分析并联系统的暂态特性,讨论了闭环输出阻抗特性与并联系统暂态特性的关系,得到了针对暂态特性闭环输出阻抗所需满足的条件,即本文所定义的理想闭环输出阻抗特性。基于理想的闭环输出阻抗特性,本文还提出了一种基于闭环输出阻抗的控制器设计方法,并提出闭环输出阻抗最大带宽的概念,方便了基于闭环输出阻抗的控制器设计方法的实现。 本文还详细分析了改善外特性下垂并联控制系统稳态特性的主要控制策略,指出非线性外特性下垂并联控制方法、自恢复技术两种方法的不足之处,并为克服线缆阻抗对外特性下垂并联控制方法稳态性能的影响,提出了一种自适应调整闭环输出阻抗的方法。


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