基于Floquet理论的并联LLC谐振变换器系统的稳定性分析与稳定性改善

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:plumblossommeihua
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
LLC谐振变换器凭借软开关、磁集成、磁隔离等优势,成为目前高灵活性、高可靠性、高效率分布式电源系统前端DC/DC变换器中倍受青睐的拓扑;而随着现代工业要求的提高,分布式电源系统向大功率应用进一步发展,并联LLC谐振变换器系统也随之被广泛应用于低压直流配电网。值得注意的是,由于各模块之间的相互作用和附加共享电流控制环节导致的强耦合效应,并联系统比单个变换器更加复杂、敏感和脆弱,稳定性是系统设计时所必须关注的一项重要指标。然而,目前并联LLC谐振变换器系统的稳定性研究仍然存在巨大挑战:一方面,LLC谐振变换器是一个复杂的高阶系统,基于小信号模型的传统频域分析方法推导其所需的闭环传递函数过程复杂,难以扩展得到并联系统通用的数学表达式;另一方面,频域闭环传递函数隐去了变换器的实际物理含义,无法由数学表达式直接推导得到系统具体的稳定性改善方法,不利于对系统进行稳定性改善。因此本课题针对并联LLC谐振变换器系统,提出了一种新型的时域稳定性分析方法与稳定性改善策略,基于常微分方程Floquet理论建立系统雅可比矩阵,借助矩阵特征值对系统进行分析与改善。论文的主要工作和创新如下:首先,基于Floquet理论推导了单个LLC谐振变换器的时域模型,并根据Floquet稳定性判据一对其进行稳定性分析;基于单个变换器的时域模型,考虑并联系统各模块之间的相互作用和附加共享电流控制环节导致的强耦合效应,将其扩展为N级并联系统的通用时域模型,并提出三步矩阵算法化简解耦后的复杂运算式,根据Floquet稳定性判据二对其进行稳定性分析。其次,为了提高系统的稳定裕度,考虑将特征值静态灵敏度分析方法与Floquet理论结合,得到了N级并联LLC谐振变换器系统的通用稳定性改善策略;分别针对单个变换器和2级并联系统推导了具体的稳定性改善方法,并提出二次迭代算法修正由于反推电路方程导致的偏差;改善方法的有效性仍然可以根据所提出的稳定性分析方法进行验证。最后,设计并搭建了400V-300W-100k Hz的单模块LLC谐振变换器实验平台和400V-600W-100k Hz的2级并联LLC谐振变换器系统实验平台;进而基于PSIM仿真和所搭建的实验平台进行了验证,仿真和实验证明了所提出稳定性分析方法和稳定性改善策略的准确性和有效性。本课题研究结果表明,基于Floquet理论的时域稳定性分析与改善方法更加适用于复杂的高阶并联LLC谐振变换器系统。
其他文献
<正>随着中国金融业对外开放持续深化,人民币国际化总体水平不断提升。文章探讨了未来推进人民币国际化的四个重心、商业银行在人民币国际化进程中面临的四大挑战,并提出相关应对策略。一、人民币国际化总体情况介绍货币国际化是指一国货币被该货币发行国之外的国家或个人、机构所接受,在国际范围内行使货币的主要职能。一般认为,
期刊
竞争损害分析是反垄断兼并审查的重要依据。本文通过引入“独行侠企业”的概念深化竞争损害理论研究,旨在为我国反垄断执法者审查兼并案件提供相关理论依据,为构建公平竞争的市场环境提供了一条新的思路。“独行侠企业”是指具有强劲竞争力、能够有效地阻止或破坏企业之间达成合谋协议、促进企业间竞争的一类企业。独行侠企业并购是指独行侠企业被其他企业兼并的一种商业行为。被兼并的这类企业往往具有较小的市场份额,却有较大的
学位
转子绕组匝间短路是同步发电机的常见故障,轻微的匝间短路对发电机运行的影响较小。但是如果故障不能被及时排除,随着匝间短路故障的扩散会造成严重的安全事故。然而,目前故障的在线监测存在着死区,无法对小匝数的短路故障实现灵敏的监测;另一方面,为了排除动态的匝间短路故障,首先需要实现故障的在线定位。针对这两个方面本文做了以下研究:故障的准确仿真是实现在线定位的基础。建立了同步发电机转子绕组匝间短路故障的场路
学位
目前变流器失效主要是由热应力引起的。散热器作为变流器散热的主要装置,其良好散热性能是保证变流器长期稳定工作的重要因素。散热器在运行过程中,不可避免地会被外界的灰尘、污垢阻塞。目前针对散热器的维护大多采用离线人工巡检的方式,该方式会造成大量人力、财力资源的浪费。为了提高检修效率,减少资源的浪费,实现散热器的状态修迫在眉睫。为此,本文针对SVPWM控制下电力电子逆变器的强迫风冷散热器展开了研究,提出了
学位
<正>《浙江建筑》编辑部于2020年8月11日收到"心匠"(笔名)的举报,称发表于《浙江建筑》2019年36卷第5期作者郭彦努的《绍兴石宕园林研究——以羊山石佛寺为例》一文涉嫌抄袭他于2017年11月8日发于豆瓣上的《深山藏古寺(八)——古宕石佛寺》一文。经编辑部认真地比对核实,郭彦努一文确实存在与"心匠"(笔名)文章诸多重复事实。为此,经研究决定,对此事作如下处理:
期刊
当前,大数据技术正在高速嵌入全球经济、社会、政治、文化、生活的各个方面,发挥着数据中蕴涵的巨大价值。大数据的迅猛发展为思想政治教育进一步优化革新提供了充分条件和有力支撑。获得感是评价思想政治教育工作开展效果和质量的关键指标。当下大数据技术迅猛发展,如何在教育改革发展中贯彻“以人民为中心”的基本思想理念,运用大数据技术探究大学生思想政治教育获得感的具体生成情况和发展过程,是有效提升高校思政工作质量的
学位
劳动教育是我国社会主义教育事业的重要组成部分,对于培养人的劳动精神、价值取向和实践能力至关重要,对于落实立德树人的根本任务、实现中华民族伟大复兴的中国梦具有重大意义,必须一以贯之,持之以恒。2020年出台的《中共中央国务院关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》,为新时代劳动教育的开展提供了方向引领和价值遵循。近年来,随着学校、家庭、社会劳动教育地逐步开展,人们对其认识不断深化、措施持续完善、成
学位
在电网规划中负荷预测是关键的一环,对于保证电力系统的正常运转、实现电力供需平衡、实施合理运转模式优化配网运行等方面具有十分重要的作用。由于发出的电能难以大量储备,电能生产、消耗是一个同时进行的过程,因此预测负荷的大小对电网运行具有重大意义。伴随着电力市场化的发展,电力公司之间的交易越来越频繁,对负荷预测的准确性要求也越来越高。(1)本文方法中的负荷数据、气象数据均来源于山东省某地级市实际电网系统,
学位
<正>在当前社会经济发展过程中,商业银行的发展至关重要。人民币国际化是当前我国社会经济发展过程中的重要内容,随着人民币国际化的不断深化,商业银行的发展内涵也注入了新的概念。本文通过对国际金融市场以及人民币国际化现状的分析,提出科学的商业银行创新发展策略,谋求商业银行长足发展的动力,紧跟人民币国际化进程,为我国社会经济建设的落实作出积极贡献。
期刊
2005年9月,我国股权分置改革工作全面展开,资本市场开始进入全流通时代。然而,这次改革并没有对中小股东的弱势地位做出改变,控股股东“一股独大”的现象普遍存在,大股东利用手中控制权对上市公司进行掏空行为的事件频繁出现。并且我国尚不完善的监管制度致使大股东掏空行为的违法成本低,这都为其掏空行为提供了机会。内外部的有利条件为大股东的掏空行为创造了可能性,当其与中小股东发生利益冲突时,大股东可以利用股权
学位