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公开(公告)号：CN111934558B
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202010810648.0
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供一种无变压器隔离的中高压变频调速系统电路及控制方法，属于中高压变频调速技术及其控制技术实现方案，该方案取消了传统中高压变频器使用的工频变压器和基于无工频变压器级联式多电平变换器的新一代中高压变频器中的高频隔离DC/DC变换环节，方案中每一相级联整流器构成一对公共的中高压直流母线，可以与二极管箝位型或电容箝位型逆变电路直接相连；并且变频器本身不需要电气隔离，通过使用交流电机的三相定子绕组实现三相逆变器之间的电气隔离，极大减小了变频器的体积、重量，大大降低了中高压变频器的系统结构与控制复杂度，以及运行过程损耗和硬件成本，同时也极大提高了系统可靠性和整体效率，特别适用于中高压大功率变频调速领域。
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公开(公告)号：CN110048623B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN201910450357.2
申请日：2019-05-28
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明公开一种线电压级联三相二极管高功率因数变换器的拓扑结构及其控制策略，属于AC/DC变换器。该变换器包括线电压级联的三个三相二极管高功率因数变换器模块，其中每个模块由一个三相二极管整流桥，一个升压电感和N个功率开关单元构成。本发明利用线电压级联的连接方式以及功率开关单元的级联方式，达到降低开关管的电压应力，提升电压应用等级的目的，使此类变换器可在高压大功率等级场合应用；本发明专利所提出的电路拓扑可以使整个系统真正实现单位功率因数运行；且最大限度的降低了全控型功率开关器件的使用数量，从而有效地降低了变换器制作的成本，体积及开关损耗和控制的复杂性。
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公开(公告)号：CN112688576B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202110033523.6
申请日：2021-01-12
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明具有公共高压直流母线的五电平整流器及控制策略，属于AC/DC变换技术及其控制技术。该变换器提供了多种主功率电路，用于构成一对公共高压直流母线，极大降低了功率开关管的电压应力，克服了传统整流器由于功率开关管电压应力限制而不能产生高直流母线电压的缺点。本发明提供的整流器及控制策略相比于传统整流器，可以实现整流器输出侧的升压和降压，在较宽的电源电压变化范围内也能保证正常工作，并且不需要使用庞大，笨重，接线复杂的工频移相变压器的隔离，极大简化了主功率电路拓扑，减少了全控器件的数量，提高了系统的工作效率，体积小，重量轻，控制简单，在中高压直流输电、大功率的中高压变频调速等领域具有重要的应用价值。
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公开(公告)号：CN110311543B
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201910680665.4
申请日：2019-07-26
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供了一种级联H桥多电平变换器开路故障运行时的拓扑重构及其可运行的最大功率因数角的计算方法，属于容错控制技术领域。若H桥模块单元的某一个或者两个开关管发生开路故障时，可切换到无桥模块单元运行模式，并与正常运行的H桥模块单元相配合，以混合级联多电平变换器模式运行，在提供有功功率的同时，仍然能够实现滞后、超前和单位功率因数运行。另外，本发明还给出了级联H桥多电平变换器切换到混合级联多电平变换器运行模式下可运行的最大功率因数角的计算方法，为能否切换提供依据。与现有方法相比，本发明充分利用了故障模块单元中正常运行的开关管，给出了能否切换的依据，减少了故障对系统的影响，提高了可靠性。
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公开(公告)号：CN110311543A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910680665.4
申请日：2019-07-26
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供了一种级联H桥多电平变换器开路故障运行时的拓扑重构及其可运行的最大功率因数角的计算方法，属于容错控制技术领域。若H桥模块单元的某一个或者两个开关管发生开路故障时，可切换到无桥模块单元运行模式，并与正常运行的H桥模块单元相配合，以混合级联多电平变换器模式运行，在提供有功功率的同时，仍然能够实现滞后、超前和单位功率因数运行。另外，本发明还给出了级联H桥多电平变换器切换到混合级联多电平变换器运行模式下可运行的最大功率因数角的计算方法，为能否切换提供依据。与现有方法相比，本发明充分利用了故障模块单元中正常运行的开关管，给出了能否切换的依据，减少了故障对系统的影响，提高了可靠性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109039129B
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201811025292.9
申请日：2018-09-04
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明提供了一种能量单方向流动级联式多电平电力电子变流器直流电压平衡控制策略，其主要包括排序模块、配对模块、运算模块和调制波生成模块。本发明对传统单周期控制进行改进，在不改变单周期控制无需使用锁相环以及交流侧无需使用电压传感器的优点外，与传统PI控制的直流电压平衡控制策略相比，具有调节速度快、调节范围大的优点，当能量单方向流动级联式多电平电力电子变流器直流电压的不平衡度较大时，本发明提供的方法可使能量单方向流动级联式多电平电力电子变流器以最大速率调节各级直流电压使其保持平衡，并使整个电路交流侧在低谐波，高功率因数下运行。
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公开(公告)号：CN107834866A
公开(公告)日：2018-03-23
申请号：CN201711187630.4
申请日：2017-11-24
Applicant: 中国矿业大学(北京)
CPC classification number: H02M5/458 , H02M3/3353 , H02M3/33576 , H02M7/49
Abstract: 本发明矿用127V交流电源，主要包括交流接触器、电压互感器、电流互感器、整流电路、高频隔离DC/DC变换器、储能模块、逆变电路和数字微处理器。使用上述结构的矿用127V交流电源，其优点在于：不需网侧电压检测即可单位功率因数运行；功率密度高且电源高频隔离；抑制网侧电压波动能力强；实现智能化处理，可以对输出电流和交流输入电压进行采样，当超过设定保护值时系统迅速切断主电路的交流接触器，从而提高煤矿井下127V交流电源的安全性。同时，储能模块的增加又可以使交流电源在电网掉电时仍能正常的进行一段时间的工作，这对矿井安全生产及异常数据采集都具有重大意义。
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公开(公告)号：CN114157171B
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202111483587.2
申请日：2021-12-07
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明以单相全控H桥整流器为研究对象，提供了一种基于热管理的改进型模型预测电流控制方法。主要包括数据采样、滚动计算、无差拍延时补偿、评价函数寻优、零矢量周期性切换等环节。本发明对传统定频有限集模型预测控制做出改进，将矢量动作序列因素加入到评价函数中进行寻优，并以采样周期为单位灵活选取两种零矢量交替使用。与传统模型预测控制策略相比，交流侧电流谐波更低，且能够减小稳态电流误差，从而降低系统整体的结温波动和平均温度，并且可以均衡开关器件的结温，提高开关器件使用寿命和变换器的可靠性。
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公开(公告)号：CN114499244A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210132972.0
申请日：2022-02-07
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明一种中高压五电平整流器及直流电容电压平衡控制策略，属于AC/DC变换技术及其控制技术。该变换器提供多种主功率电路，在构成一对中高压直流母线的同时，极大降低开关管的电压应力，所提出的直流电容电压平衡控制策略，很好的解决了负载不平衡情况下四个直流电容电压的不平衡问题。本发明提供的五电平整流器及控制策略为克服传统二极管箝位式五电平变换器四个电容电压难以平衡的问题提供了一种有效的解决方案，提供了四个可以独立控制的直流电压输出端，并且不需要使用庞大，笨重的工频变压器，极大简化了主电路拓扑，减少了开关器件的个数，提高了系统的工作效率，体积小，成本低，广泛应用于中高压直流输电、大功率变频调速等领域。
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公开(公告)号：CN114157171A
公开(公告)日：2022-03-08
申请号：CN202111483587.2
申请日：2021-12-07
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明以单相全控H桥整流器为研究对象，提供了一种基于热管理的改进型模型预测电流控制方法。主要包括数据采样、滚动计算、无差拍延时补偿、评价函数寻优、零矢量周期性切换等环节。本发明对传统定频有限集模型预测控制做出改进，将矢量动作序列因素加入到评价函数中进行寻优，并以采样周期为单位灵活选取两种零矢量交替使用。与传统模型预测控制策略相比，交流侧电流谐波更低，且能够减小稳态电流误差，从而降低系统整体的结温波动和平均温度，并且可以均衡开关器件的结温，提高开关器件使用寿命和变换器的可靠性。
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