EFFECTIVE DOUBLE LOOP CONTROL FOR A SQUARE WAVE BRUSHLESS DC MOTOR

A new type of brushless DC motor has been developed by using a square wave rare earth permanent magnet synchronous motor with its double loop control circuit. The double loop control scheme of the drive system yields a combination of desired characteristics including simplified control structure, small ripple torque, high speed accuracy, wide operating speed range, and fast dynamic response. Experimental results confirm excellent characteristics of the motor.

基于标准特征多项式的变电站光储直柔系统双向AC/DC变换器控制策略

为增强变电站光储直柔系统的可靠性,针对其在并网过程中会对变电站电能质量造成不良影响,以及现有设计方法难于工程化问题提出了一种面向工程化的基于标准特征多项式配置方法(SCP)的双向AC/DC变换器控制策略。通过建立变电站光储直柔(PEDF)系统变换器的数学模型,并分析控制器参数对变换器在不同运行模式下的电能质量的影响,然后采用SCP方法来配置闭环系统特征值,分析该方法对抑制并网电流谐波、改善AC/DC变换器并网电能质量的作用,最后对此进行仿真分析并和传统PI控制器效果进行比较,结果表明:所提策略降低了AC/DC变换器在谐波畸变率和并网电流不对称度,系统设计简便,且具有很好地鲁棒性,适合工程实践。

超级电容储能DC-DC变换器及其控制

为实现直流微电网母线电压低频波动抑制需要实现对储能双向DC-DC变换器的控制。为此,设计了储能DC-DC变换器控制系统,采用PI控制实现了电压外环电流内环的双闭环控制,根据荷电量状态设计了超级电容的充放电控制策略。最后搭建了超级电容储能DC-DC实验系统,采用自动代码生成技术由MATLAB自动生成C代码实现对系统控制。在此基础上,对充电、放电、充放电三种情况分别进行实验,分析不同情况下的实验结果,结果验证了该设计的正确性。

含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电稳定性分析

在含频率控制的风电机组经换流器高压直流输电系统(LCC-HVDC)外送的场景中,电力电子设备与同步机交互作用可能产生新的机电稳定性问题。围绕含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电时间尺度稳定性分析,建立了含高比例风电的两区四机系统经LCC-HVDC外送的全系统机电时间尺度模型,充分刻画了低频段内设备之间的耦合特性;研究了不同物理场景下风机的频率控制对直流外送系统送端电网机电振荡模式的影响,并进一步分析了直流输电频率限制控制的投入对系统机电时间尺度振荡的影响。最后,通过两区四机经LCC-HVDC外送系统时域仿真验证了理论分析的准确性。

DAB储能变换器双闭环模型预测控制与PI补偿控制策略研究

针对直流微电网中分布式电源输入输出功率不稳定造成的直流母线电压波动问题,鉴于双有源桥(DAB)储能变换器具有能量双向流动的特点,提出一种基于内模原理的双闭环模型预测控制策略。在分析DAB变换器扩展移相调制原理与特性基础上,重点研究电压外环和电流内环的模型预测控制策略。针对模型预测控制性能依赖电路参数准确度问题,分别从电路主要参数失配对功率传输和直流母线稳压的影响两个角度出发,深入分析模型参数敏感度。最终设置直流母线电压稳态误差灵敏度区,在误差灵敏度区外仅采用双闭环模型预测控制以保证系统的动态响应性能,在误差灵敏度区内采用双闭环模型预测控制和PI补偿控制以消除系统稳态误差。搭建实验平台进行实验验证,结果表明:在系统受到扰动时,DAB储能变换器可实现快速地充放电对系统进行补偿,混合控制策略可快速保持母线电压的稳定,实现系统功率均衡,增强系统抗扰能力。

一种串联谐振升降压式DC-DC变换器拓扑分析

提出了一种新型串联谐振升降压式DC-DC变换器拓扑。采用全桥结构产生电压方波,经并联式双串联谐振LC网络后,在LC串联支路上产生交流电流,电平钳位网络输出稳定的直流电压,在开关损耗小的前提下,其调压范围变宽。采用频率控制,避免了由开关导通和关断时间不均匀引起的损耗和温升过大等问题。通过MATLAB仿真和实验验证,证明了所提出的拓扑的正确性。

适用于架空线路输电的新型双极MMC-HVDC拓扑

在充分借鉴传统直流输电工程结线方式的基础上,提出了一种适用于架空线路输电的新型双极模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统拓扑。该拓扑中换流器采用基于箝位双子模块的改进型模块化多电平换流器(MMC),接地极线从上下2个换流器串联构成的双极结构中间引出。重点分析了换流器在故障条件下的等值电路和直流闭锁机理,并设计了直流侧故障后的详细控制策略,并用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该系统拓扑的有效性和可行性。结果表明:双极拓扑具有运行方式灵活、系统可靠性高等优点;由于二极管反向阻断和箝位作用,换流器在封锁所有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)触发脉冲后数ms内就能实现直流闭锁,因此无需交流断路器动作,仅依靠换流器自身动作就能抑制短路电流;所设计的控制时序可有效处理直流侧的故障,并在暂时性故障下帮助系统迅速重启动,减少系统停运时间。

VSC-HVDC双积分滑模解耦控制器设计

针对传统的双闭环矢量电流控制(VCC)动态响应与解耦性能不佳、电流谐波畸变率高等不足,首先建立了VSC-HVDC系统在同步旋转坐标系中的暂态数学模型.然后结合直接功率控制(DPC)和积分滑模控制(ISMC)的特点,提出了双积分滑模直接功率控制(DISM-DPC)策略,设计以瞬时功率偏差为系统状态的双积分滑模面并推导了相应的解耦控制律.最后在PSCAD/EMTDC中建立系统的仿真模型.结果表明:此方法不仅实现了功率解耦,而且算法高效简捷,提高了系统的动静态品质和鲁棒性,并有效抑制了滑模控制因开关切换动作而产生的抖振现象.

基于电流双环控制的燃料电池DC/DC变换器

在燃料电池DC/DC变换器中,为了减小纹波电流,同时确保输出稳定,实验拓扑采用六相交错并联电路,能有效减小电流纹波,减小电感体积。并且提出一种新型的控制模型,通过电流双环控制,外环通过对输入电流的控制,确保输入电流的恒定。而内环通过控制输出电流,实现负载对功率的需求。

DC-DC变换器双滑模面变结构控制

提出一种变结构控制方法,用两个滑模面分别实现DC-DC变换器内外环控制,内环滑模面用于电流控制环,外环滑模面用于电压控制环.以BUCK变换器为例,通过仿真和比较表明,这种控制可获得比单滑模面控制更多的反馈信息,得到更好的动态品质,对参数的摄动和外界干扰具有很强的鲁棒性,抖振很小,且稳态误差也很小.

基于改进遗传算法的直流电机双闭环调速系统控制参数整定

直流电机的双闭环控制被广泛应用于直流拖动系统,采用的控制器是传统的PI控制器。在工程应用中,通常采用人工整定PI控制器的参数,往往不能得到最优的控制参数。同时,许多研究采用智能群算法进行整定。针对直流电机双闭环系统的PI参数整定,提出了一种基于改进遗传算法的参数整定方法。与传统遗传算法相比,改进遗传算法的整定效果更佳,具有较快的响应速度、较好的稳定性和较小的超调,更适用于对直流电机双闭环调速系统的控制参数进行整定。

交错并联磁集成三电平双向DC/DC变换器

本文提出了一种新型的适合于高压大功率的储能用交错三电平双向DC/DC变换器。该变换器通过交错并联提高了变换器的转换功率,并通过电感耦合使蓄电池输入输出电流脉动减小,同时减小变换器的体积。该拓扑在低开关频率下可以实现大功率、高升压比功能,开关管电压应力仅为高压侧一半,且具有双极性输出。本文详细分析了其工作原理,并在Boost模式下,基于扰动法及状态空间平均法对变换器进行动态小信号建模,得到了系统控制变量到状态变量的开环传递函数,并据此进行了基于电感电流自适应控制策略的PI设计,实现稳压的目的,最后通过仿真对拓扑及控制策略进行了验证。

双向双重DC/DC变换器及其在超级电容储能系统中的应用

针对大型集装箱起重设备的工作特点,以提高起重设备工作效率和节能环保为目的,提出采用超级电容器和双向双重 DC/DC变换器来完成能量的储存及转换功能。并设计了基于单片机的软硬件系统,实现了对系统的检测与控制策略。

新型电压-电压PWM控制DC/DC变换器的研究

针对传统电压单环PWM控制电路在输入电压大范围波动时存在输出电压幅值波动大、谐波分量大、动态响应较慢等缺点 ,提出了一种能够适应输入电压大范围波动的新型电压 电压PWM控制策略 ,并给出了其在Buck电路中的实际应用控制规律。仿真结果表明该新控制策略精度高 ,效果明显。

集成功率解耦的单相PFC AC/DC变换器设计及控制

对于电动汽车车载充电器,其前端PFC AC/DC变换器输出存在二倍频脉动功率,传统解决方法导致充电器使用寿命和安全可靠性的直接下降。为此,论文采用的方法降低了变换器输出脉动功率和电容容量,并基于功率解耦电路工作原理的分析,完成其关键参数的确定。针对PFC AC/DC变换器设计无模型非线性功率控制器,旨在提升变换器的动静态性能和鲁棒性,针对2 k W车载充电器,建立了集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器的SIMULINK仿真模型,通过系统仿真研究证实所建立的集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器一体化解决方案的可行性和有效性。

双路输出双闭环电流控制型DC／DC变换器的研究

多路输出电源的负载交叉调节性能一直没有得到较好的解决,给不对称性要求较高的负载应用带来困难。根据闭环控制原理,提出了一种双环路稳定,利用同一时钟脉冲同步的方法,解决了多路输出电源交叉调节互扰大的问题,大大改善了负载交叉调节性能。

基于DC/DC变换的新型逆变电路研究

介绍了近年来出现的基于DC/DC变换的新型逆变电路,并以基于Buck变换的单变换器逆变电路和双变换器组合式逆变电路为主要对象进行了深入的理论研究和实验论证,在此基础上分析总结了研究对象的特点。

基于 DC/DC变换器的虚拟直流发电机控制策略研究

针对光伏系统广泛应用DC/DC变换器导致直流微电网低惯性、弱阻尼问题,采用具有虚拟惯量与阻尼系数的虚拟直流发电机控制策略以改善控制效果,使变换器具有类似于直流电机的端口电压特性,且增加系统的惯性和阻尼大小,以提高系统的稳定性。在Matlab/Simulink环境下,采用电压电流双闭环控制策略与虚拟直流发电机控制策略对Buck-Boost变换器进行控制,并将仿真结果进行对比分析。结果表明,相对于电压电流双闭环控制策略,引入虚拟惯量的虚拟直流发电机控制策略有助于解决由于光伏阵列输出电压、直流母线电压波动和负荷大小变化引起的DC/DC变换器输出侧电压波动问题。

一种新颖控制模式的双向DC/DC变换器研究及设计

对于非并网风电分布式发电系统,双向DC/DC变换器需要跟踪风电发电系统能量流动方向,从而实现对蓄电池充放电控制。从输入阻抗的角度,提出一种能量流向判断模型,并给出判断准则。模型采用变换器输入电压外环和电感电流内环双环控制策略,能够自动检测能量流动方向。此外,对电感电流限制值与输入电压大小关系进行研究,推导出电感电流限制条件,当不满足该条件时输入电压均不能稳定在给定值。最后,对上述提出的模型和控制方法进行仿真,结果验证了理论推导的正确性和模型的可行性。

基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真

为了解决超级电容存储型电梯节能装置成本高的问题,将隔离双向DC/DC变换器用于电梯节能装置,通过小信号分析法对隔离双向DC/DC变换器进行分析建模,引入了电梯变频器直流母线电压外环、超级电容充放电电流内环的双环PI控制策略,克服了从直流母线电压到超级电容电压大变比变换难以实现的技术难点,在完成电梯回馈能量的存储与再利用的同时,有效降低了电梯节能装置的成本。并利用超级电容放电电流大的优势,在电梯启动时超级电容节能装置提供大电流补偿,减少了对电网的冲击。通过Simulink仿真分析,验证了方法的有效性和可行性。