基于双闭环控制的三相四线制逆变器控制研究

三相四线制逆变器具有更好的不平衡负载驱动能力,被广泛用于不间断电源等领域。对于这种离网模式下的逆变器而言,通常使用电压电流双闭环控制模式对输出进行控制。提出一种无需坐标变换的电压电流双闭环控制,实现输出三相之间完全解耦。由于准比例谐振(Quasi Proportional Resonance,QPR)控制对交流信号的控制效果更好,因此电压外环采用QPR控制,电流内环采用比例控制。实验证明了所提控制方法的有效性。

应用于车载充电机的三相四线制差共模集成电感——一种带“准十字”差模磁支路的差共模集成电感

随着环保、节能意识不断深入人心,对新能源电动汽车及其车载充电机的要求越来越高。磁性元件作为车载充电机中一类重要的元器件,也相应获得越来越广泛的关注与研究。针对车载充电机抗电磁干扰滤波电路中三相四线制差共模电感的集成进行理论分析和研究。基于电源应用背景、差共模电感集成原理及业界和学术界已有集成方案的对比分析,提出1种采用“准十字”差模磁支路的三相四线制差共模集成电感,通过对集成电感单体的磁场特性分析、偏磁情况下的电气性能研究及上机测试,验证了所提集成方案的有效性,可显著减小三相不平衡电流情况下差模磁支路的偏磁问题并有效帮助电源改善抗电磁干扰性能。

ZPW-2000系列四线制电码化区段机车信号接收入口电流仿真计算方法

运用传输网络理论,建立ZPW-2000系列四线制电码化发送通道数学模型,利用Matlab软件仿真计算机车信号接收的入口电流。1电码化系统四线制电气化、非电气化50Hz交流轨道电路叠加设备由室内、室外设备组成。室内由发送器、发送采集器、功放器、系统维护终端、站内移频机柜、发送调整器、发送调整组合、股道电阻组合、岔区电阻组合等设备组成;室外由电感电容盒、匹配盒、补偿电容及铁路数字信号电缆等设备组成。

三相四线制并网逆变器导纳建模研究

为了提高三相四线制电容分裂式并网逆变器控制性能,需要构建其准确的数学模型。以电容分裂式三相四线制逆变器为研究对象,通过搭建逆变器小信号模型,构建系统模型从扰动电压到电流响应的传递函数矩阵,据此推导了电容分裂式三相四线制逆变器导纳模型,并探讨了其控制原理。在此基础之上,针对电容分裂式三相四线制逆变器导纳模型进行了仿真研究,仿真结果与理论分析一致,验证了所构建的数学模型是正确可行的。

基于四线制PT100的高精度温度采集系统

温度采集是现在工业设备中必不可少的重要环节,温度采集的准确与否直接影响到了加工设备的精度、稳定性、合格率等诸多指标,高精度的温度采集显得尤为重要。对于现在工业生产中常用的温度采集设备,本设计对四线制高精度PT100铂电阻进行研究,设计前对采集电路与STM32后端的算法逻辑计算,设计了一款基于PT100的高精度温度采集系统。

考虑线路阻抗情况下的三相四线制不平衡系统无源补偿方法

目前针对三相不平衡系统的无源补偿方法大多都是忽略了电源电压不平衡及线路阻抗的影响。为此,推导了考虑线路阻抗影响,在电源电压及负载不对称的情况下,由电源对地电压、公共连接点对地电压及电流确定的三相四线制不对称系统无源补偿网络参数的方法。由该方法计算所得的补偿网络参数理论上可使待补偿系统的电流不平衡度及非有功功率降低至0,且满足补偿网络容量最小的优化目标。由于中性线阻抗在实际系统中难以精确测量,分析了忽略中性线阻抗在该方法计算过程中的合理性。仿真结果表明,该方法所设计的补偿网络是有效的,并且在忽略中性线阻抗的情况下,该方法也有一定的工程实用性。

适用于四线制双机牵引控制电路的ZD9直流电动转辙机

为满足现场单机牵引道岔改造为ZD9直流双机牵引,开展适用于四线制双机牵引控制电路的ZD9型直流电动转辙机研究。通过调整齿轮箱和丝杠构成的传动系统传动比来使ZD9转辙机转换时间、工作电流满足技术要求。根据四线制双机牵引控制电路使用特点,对适用于四线制双机牵引控制电路的ZD9直流电动转辙机进行测试,测试结果表明可以满足现场的使用要求,同时对现场使用维护提出建议。

基于单周控制的三相四线制有源电力滤波器

该文提出一种单周控制的三相四线制有源电力滤波器。它不需要检测三相负载电流和三相输入电压,不需要繁琐的无功电流和谐波电流计算,也不需要任何乘法器。控制器结构简单,整个控制器由几个带复位积分器、比较器、触发器和一些线性元件组成。具有控制精度高,补偿效果好的特点。滤波器工作于恒定开关频率,易于工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其有很好的动静态补偿性能,能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,提高输电线功率因数和传输效率。

三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制

建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型。针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能。详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件。基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应。

基于智能电表量测的三相四线制配网抗差估计

在高级量测体系环境下,为提高配网状态估计性能,提出一种三相四线制配网的抗差状态估计方法。该方法完全采用智能电表量测的实际三相电压电流幅值和功率实时量测,以三相四线制配网节点注入电流方程为基础,建立指数加权最小二乘抗差估计模型。模型中将零注入功率方程同时作为虚拟量测方程和等式约束,目标函数中采用标准化残差的指数型权函数,以改善状态估计的收敛性和抗差性;而且该模型不存在系统中性点电位均为零和电源端点三相电压对称且已知的假设条件。最后,IEEE13节点修正系统的仿真结果表明,提出模型方法的估计结果精度高,且具有良好的收敛性和抗差性。

三相四线制电力有源滤波器的滑模变结构控制

设计了一种基于滑模变结构控制的三相四线制有源滤波器装置,介绍了该装置的原理及滑模变结构控制方法,并对滑动模态的存在性、可达性和稳定性进行了分析;指出滑模控制的本质是一种等速趋近律,并对其优缺点进行了分析,仿真结果表明该控制方法具有良好的谐波抑制性能,且易于实现。

用于三相四线制系统的有源电力滤波器研究

为解决在三相四线制电路中使用有源电力滤波器滤除非线性负载的谐波问题 ,提出采用零线电流分离法来实现有源电力滤波器在三相四线制系统中的应用 .仿真及实验结果表明 ,采用这种方法 ,可以对三相四线制系统中的谐波、负序、零序等电流分量进行补偿 。

三相四线制有源电力滤波器主电路的结构形式与控制

三相四线制系统中如何使用有源电力滤波器来抑制线路中的谐波,这一问题越来越被人们所重视。本文介绍了在实现三相四线制有源电力滤波器时所采用的两种不同的主电路结构及其控制方法。实验和仿真结果表明,这两种不同形式的主电路有着各自的特点,均可对三相四线制系统中的谐波。

三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法

提出了一种适用于三相四线制系统的任意次谐波电流检测方法,以d-q坐标变换原理为理论基础,将坐标旋转角速度和旋转方向做适当修改能分别检测出不平衡系统任意次谐波电流的正序和负序分量,再将坐标旋转变换所得的0轴分量进行一定的三角变换得到任意次谐波电流的零序分量。最后将检测到的正、负、零序分量相加得需检测的任意次谐波电流,理论分析和仿真结果证明了该方法的正确性。

双环重复控制三相四线制有源电力滤波器

采用一种适合于三相四线制不对称负载的谐波检测方法,使得逆变器仅需补偿无功及谐波电流而降低了开关器件容量的选取值。将比例调节与重复控制理论相结合,设计了电流双环重复控制系统,提高了电流环跟踪的快速性与稳态精度。通过MATLAB仿真验证了该谐波检测算法可顺利分离出各相无功及谐波电流,且控制算法具有快速和高稳定性。通过搭载DSP芯片作为主控系统的实验平台验证实际补偿效果,三相网侧电流谐波畸变率分别由补偿前的54.4%、59.2%、65.2%降低至补偿后的2.6%、3.2%、4.4%,证明所提出的检测及控制方法具有实用性和高稳定性。

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。

基于双环控制器的电容分裂式三相四线制DSTATCOM控制方法

针对不对称负载无功补偿装置电容分裂式三相四线制DSTATCOM补偿精度问题,建立了分析模型,针对传统PI控制器对于周期性信号跟踪较差的问题,提出了基于双环控制器的电容分裂式三相四线制DSTATCOM控制方法。该方法将能够对指令快速响应的PI控制器与能够对周期性信号高精度控制的重复控制器相结合,构成双环控制器,并将其应用到DSTATCOM内环电流跟踪环节。对该控制器的设计进行了详细分析以及仿真与实验验证,结果表明采用所提出的双环控制方法,可以在保证响应速度的同时提高电流跟踪精度,实现电容分裂式三相四线制DSTATCOM对不对称负载的无功补偿功能,降低装置输出电流及畸变率,提高DSTATCOM并网电流质量,补偿效果较传统PI控制方法大幅提高。

三相四线制三电平变换器新型三维矢量调制策略

中点不平衡问题是三相四线制三电平三桥臂变换器控制的难点问题,详细分析该拓扑变换器直流中点偏移的内在影响因素,提出中点平衡因子的概念,并导出中点平衡因子的计算公式。基于中点平衡因子,在a-b-c正交坐标系下提出一种新型三维调制策略,其可将多种复杂情况统一成3种基本类型,大大简化了因解决中点平衡问题带来的三维调制策略复杂性大幅增加的难题,为调制策略的数字化实现提供了便利。仿真分析和实验结果证实了新型三维调制策略的正确性及其对中点控制的有效性。

三相四线制三电平三桥臂有源滤波器中点平衡控制策略

中点平衡问题是三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器(active power filter,APF)的一个固有问题,目前在矢量调制中尚无完善的控制理论完全解决此问题。该文通过对各种电流电压状态下每个三维空间矢量对直流中点电位的影响进行分析,提出了"中点控制度"(neutral-point control grades,NPCG)的概念,并给出了NPCG的计算公式;基于NPCG,在α-β-0坐标系下提出一种基于坐标平移原理的新型"三维矢量优化选择调制策略"(optimized3D space vector modulation,O3DSVM),该调制策略能优化选择NPCG值较高的矢量以合成目标矢量,从而达到最大程度控制直流中点电位偏移的目的。仿真分析验证了中点控制度理论及O3DSVM调制策略的正确性和可行性,采用该策略的APF不但中点电位得到了有效控制,且补偿效果良好。

三相四线制下中线谐波电流治理的新方法

提出了一种中线谐波电流治理的新结构 ,该结构由新型无源滤波器和有源滤波器串联构成。其中无源滤波器包括 3次、9次单调谐滤波器和高通滤波器 ,每个滤波支路都由三相电容器连接成星形后与一个电感 (高通滤波器中还有一个并联电阻 )串联构成。电网中的非零序电压全部由电容器承担 ,同时 ,流经无源滤波器电感和有源滤波器中的电流仅为谐波电流 ,大大降低了有源滤波器的容量和成本。文中分析了其基本原理 :当有源滤波器输出一定的电压时 ,不仅可以使零序谐波电流完全流入滤波器中 ,而且可以抑制系统零序谐波电压产生谐波电流 ,从而使电网侧中线中仅含基波电流。文中提出了一种简单的控制方法 ,它仅利用电网侧零序谐波电流作为控制信号来产生有源滤波器所需的驱动信号。最后 ,利用 PSCAD/ EMTDC进行了仿真验证 。