基于三相逆变器SPWM控制和CHBPWM控制的轴带发电机稳压稳频系统仿真研究

与柴油发电机相比,轴带发电机具有节省能源、易维护、占地空间小等优势,在中小型渔船运用越来越广泛。但是由于轴带发电机挂载在主柴油机上,易受各种复杂工况影响,使得转速不稳定情况时常发生,所以发电机发出电源频率和电压不稳定,严重损害渔船用电设备。该文设计了一种基于Boost升压模块的渔船轴带发电机电网稳压稳频轻型控制系统。该系统包括不可控整流-Boost升压-逆变等环节,在Matlab(Simulink)中搭建系统模型,对系统逆变电路分别采用正弦脉宽调制(SPWM)方式和电流滞环(CHBPWM)控制方式进行控制,并对负载相电压进行了谐波分析。仿真结果表明,在此稳压稳频系统中采用电流滞环(CHBPWM)控制方式下电压谐波含量(11.93%),远低于正弦脉宽调制(SPWM)方式下的谐波含量(37.38%),说明在所设计的轴带发电机稳压稳频系统中,电流滞环控制比正弦脉宽调制控制更具有优越性。

计及转子变换器控制策略的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组的状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。通过仿真分析发现转子变换器不同控制策略对故障特征信号提取的影响,建立实验平台,并通过分析实验数据验证其正确性。首先,利用PSCAD软件建立双馈风力发电机转子绕组故障模型,其中转子变换器分别采用SVPWM矢量控制和滞环电流矢量控制,通过仿真分析,得出特征信号转子电压和转子电流进行诊断的适用范围;然后在动模实验室建立转子绕组故障诊断实验平台,考虑发电机变速及交变载荷的实际工况。最后,通过对特征信号进行频谱分析验证转子变换器控制策略对其的影响。

电力推进船舶永磁容错电机矢量控制策略对比分析

针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对比分析了SVPWM和CHBPWM的区别和联系,并在Matlab/Simulink中建立了三相永磁容错电机的矢量控制仿真模型,搭建矢量控制系统实验平台。由仿真和实验结果可知,相对于CHBPWM控制,SVPWM控制对直流侧电压的利用率更高,可降低转矩脉动,而CHBPWM控制则可优先用于对转速、转矩响应速度要求较高的场合。因此可根据电推船不同的用途、需求等选用不同的控制策略。

三相PWM整流器开关模式逻辑电流控制

提出一种新型三相脉宽调制(PWM)整流器非调制方法,即开关模式逻辑电流控制。该方法选择离给定电压矢量最近的空间矢量对应的开关模式作为输出,并运用比较器和逻辑运算实现整个控制过程。与传统滞环电流控制、空间矢量滞环电流控制相比,该方法能够在保证算法简便性的同时,明显减少交流侧电流谐波含量。通过对3种方法的仿真和实验结果进行分析,验证了所提方法的有效性、优越性。

基于永磁同步电机的滑模变结构仿真研究

通过对永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,采用滑模变结构控制方法设计了控制系统的速度调节器,电流环采用工程领域应用较多的电流滞环跟踪PWM,实现了定子电流的精确控制。在此基础上,使用MATLAB建立了整个控制系统的模型,仿真结果验证了滑模变结构控制方法的可行性。

正弦滞环电流控制可逆变流器

从改善可逆变流器输入电流谐波总畸变率(Total Harmonic Distortion,简称THD)角度出发,提出一种改进的正弦滞环宽度控制方法,该方法可有效减小可逆变流器的THD值。采用IGBT作为功率元件,DSP作为控制器核心,霍尔元件作为电流传感器,构造出一套10kW三相电压型可逆变流器系统。在不改变变流器硬件参数和控制参数的前提下,在该试验装置上对改进的正弦滞环宽度控制方法和固定滞环宽度控制方法的控制效果进行了比较。谐波分析结果表明,前者具有更小的THD值。试验结果证明,改进的正弦滞环宽度控制方法优于固定滞环宽度控制方法。

DSP控制的能量回馈型交流电子负载设计

交流电子负载是可以模拟传统真实阻抗负载的电力电子装置,它能模拟一个固定或变化的负载。采用2级PWM变换器设计了一种适用于各种交流电源试验的能量回馈型交流电子负载,根据主电路的2级AC/DC/AC变换结构,分析了其工作原理,并提出了将2级PWM变换器分开控制的方案,前级PWM变换器采用单电流滞环控制实现负载特性模拟功能,后级PWM变换器采用电压、电流双闭环控制实现能量回馈功能。在锁相跟踪控制中,提出了一种软硬件相结合的改进方法。实验结果表明,所设计的滞环电流控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。

一种无速度传感器的双馈风力发电机滞环矢量控制策略

为了简化双馈电机矢量控制系统所采用的基于电压正弦脉宽调制技术的控制方法,引入电流滞环跟踪脉宽调制技术,并针对所设计的滞环矢量控制系统设计了一种开环转速观测方案.该方案直接利用转子电流在同步旋转坐标系中的参考值分量而避免了对实际电流分量的计算,从而简化了观测器设计并改善了观测效果.简化后的控制系统不仅提高了响应速度而且不依赖电机参数,所设计的开环速度观测方案在一定程度上克服了传统开环速度观测的缺陷.通过PSCAD/EMT-DC软件仿真验证了控制系统的有效性和转速观测方案的准确性.

CRH3动车组牵引逆变器3种调制策略研究与仿真

为了研究CRH3动车组牵引逆变器所适合的调制策略,分别分析了正弦脉宽调制(SPWM)、电流滞环PWM(CHBPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)这3种调制方法的基本原理,证明了SVPWM调制直流电压利用率最高,并通过Matlab/Simulink对分别采用3种调制策略的电机逆变器控制系统进行对比仿真分析。仿真结果表明,采用SVPWM调制时的定子相电流畸变率和电磁转矩脉动均很小,是适合CRH3动车组牵引逆变器采用的一种调制策略。

基于H桥逆变器的永磁容错电机电流滞环跟踪与电压空间矢量的脉宽调制比较研究

永磁容错电机的各相绕组采用H桥逆变器供电,消除了各绕组间的中性点,实现了电气隔离,提高了电机控制系统的直流电压利用率和容错性能。在分析永磁容错电机H桥逆变电路结构和工作原理的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪脉宽调制(CHBPWM)的原理,设计了三相永磁容错电机的矢量控制系统,并建立了三相永磁容错电机SVPWM和CHBPWM的仿真模型,搭建了基于DSP的三相永磁容错电机矢量控制系统试验平台。通过仿真和试验,对比分析了两种控制策略的优缺点和适用范围。

永磁同步电动机SVPWM和电流滞环控制仿真分析

在永磁同步电动机(PMSM)的数学模型基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环控制的原理,用Matlab/Simulink软件分别建立了永磁同步电动机SVPWM和电流滞环控制的速度环、电流环双闭环模型,并给出了利用Simulink的实现方法。通过对两种控制方法的仿真结果进行对比分析,证明了SVPWM比电流滞环控制具有更好的鲁棒性和快速性,为永磁同步电动机控制系统的设计提供了理论基础。

基于最优空间矢量的定频滞环控制

提出了一种基于最优空间矢量的有源滤波器定频滞环电流控制方法.该方法通过前开关周期线性预测下周期滞环宽度,通过基准时钟信号进行开关相位调节,实现基于最优空间矢量的SVPWM(空间矢量脉宽调制)不连续调制,而且采用两种SVPWM不连续调制的切换控制,进一步减少电流误差.文中还运用PSCAD/EMTDC电力暂态仿真软件进行仿真验证,证明了文中所提方法的有效性.

单滞环SVPWM电流跟踪控制策略的优化方法

为提高有源电力滤波器的电流跟踪性能,针对传统的单滞环SVPWM电流跟踪算法的不足,提出了一种适用于并联型有源滤波器的双滞环SVPWM电流跟踪控制策略的优化方法。该方法通过对三相相间误差电流矢量的正负来判断空间电压矢量所在的区域,相对于传统的方法,避免了判断空间电压矢量所在区域的繁琐运算,同时也略去了三相电网电压检测环节,简化了电路设计;而且采用双滞环控制方法,有效地弥补了传统方法在误差电流较大时不能够快速跟踪电流的缺点。该方法运行效率高,且具有较高的鲁棒性。通过实验验证了该方法的优越性。

基于电流滞环与变结构控制的PMSM伺服系统

深入分析了SPWM电流滞环控制的永磁同步电动机伺服系统及其速度环的变结构控制方案。电流环是PMSM伺服系统中的一个重要环节,采用SPWM电流滞环控制可方便地提高伺服系统的控制精度和响应速度,改善系统的控制性能。速度环变结构控制方案使伺服系统较常规的PI控制方案有更好的快速性和鲁棒性。从仿真结果可知,采用SPWM电流滞环控制及速度环的变结构控制能够改善系统的响应速度,基本实现无超调,且对负载扰动和参数变化的鲁棒性也有所改善。

时变感性负载的APF控制策略比较与仿真

针对应用于油田中的相控整流技术所产生的谐波,本文采用APF(有源电力滤波器)来滤除此谐波,对电流滞环、三角载波和SVPWM的3种控制策略进行研究.对比了不同开关频率下3种控制策略的滤波效果,针对存在的不足,本文提出了基于线性切换理论的APF控制策略和实现方法.仿真结果表明,线性切换理论在谐波严重的场合具有更好的滤波效果;而触发角不大和谐波比较小时,与其他3种策略没有明显的差距.因此,线性切换适用于阻抗变化大且触发角比较小的整流设备的谐波治理.

基于不定频滞环APF的电流控制策略研究

在电网中谐波现象普遍存在.有源电力滤波器（APF）是当前治理电网谐波污染的主要手段.为提高有源电力滤波器的电流跟踪性能,本文将滞环控制和空间矢量调制相结合,提出一种基于不定频滞环的空间电压矢量（SVPWM）电流控制策略,以确定最佳电压空间矢量,获得电流的高品质控制.文中利用Simulink软件对上述策略进行建模仿真.仿真结果表明,与基于指令电压矢量的空间电压矢量控制策略相比,该策略在提高控制效果、减少谐波污染上具有一定优势.

一种三电平静止无功发生器滞环SVPWM电流控制方法研究

针对三电平静止无功发生器(static var generator,SVG)提出了一种滞环空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)电流控制方法。该方法以相间电流为控制目标,得到了新的解耦方式。在相应的相间指令电压区域,根据直流侧中点电压与相电流的关系,先固定其中一相开关状态,再对其他两相开关状态进行独立控制,从而控制住两个相应的相间电流误差,最终使第三个相间电流误差也得到控制。该方法降低了系统的开关频率,减少了开关损耗,实现了直流侧中点电压控制,并且具有电流响应速度快的优点。实验证明了其具有良好的动、静态特性。

基于不定频滞环的SVPWM的电流控制

针对现有滞环控制策略存在的不足,提出一种不定频滞环的SVPWM电流控制方式。它主要是将滞环控制与SVPWM控制相结合,通过三相PWM电压型整流器(VSR)空间电压矢量的实时切换,将电流限制在一个给定滞环内,从而获得电流的高品质控制。介绍了此控制策略的原理,并在Simulink上进行建模仿真,得到的结果证明不定频滞环策略可行。

鲁棒与电流滞环脉宽调制复合控制在同步电机控制中的应用

在深入研究鲁棒控制和电流滞环控制理论的基础上,设计了一种新型复合控制策略,并将其用于永磁同步电机(PMSM)的运动控制。该控制系统旨在完成同步电机的两大控制目标:一是使电机的速度和转矩分别快速跟踪时变的参考输入;另一目标是在负载转矩不确定情况下使电机具有强的鲁棒性。鲁棒控制部分设计出了基于Lyapunov稳定性、平均值理论及阻尼函数的非线性控制系统;为满足负载转矩的要求,将电流滞环控制方法应用到逆变模块中,以获得近似正弦波形的定子相电流。MATLAB/Simulink仿真表明,无论是在负载恒定还是负载不确定的情况下,该复合控制算法均能取得比传统PID控制优越的控制效果。

双凸极电机提前角区间变占空比PWM斩波方法

双凸极电机通常采用角度控制与电流斩波相结合的控制方式。若提前角选取不合适,使电流过早地达到给定值,又由于数字控制中的采样不连续和控制延时的存在,导致相电流超出电流限幅值,甚至形成比较大的电流峰值。对提前角区间会出现的较大的电流峰值现象进行了详细分析,提出了一种提前角区间变占空比的PWM斩波控制方法。基于有限元仿真的结果,拟合出电机在提前角区间的占空比曲线。最后通过仿真和试验验证了方法能有效克服传统滞环斩波的缺陷,较好地改善提前角区间的电流尖峰现象。