基于SVPWM补偿优化的三电平NPC并网逆变器容错控制

为保证并网系统中三电平中点箝位(neutral point clamped,NPC)型并网逆变器单相桥臂短路或断路故障后持续运行,提出一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的优化补偿型低共模电压容错控制策略。首先,通过分析故障后八开关三相逆变器(eight switch three phase inverters,ESTPI)拓扑开关状态对应的共模电压大小,确定参考电压矢量合成规则;然后,通过一个基波周期内中点电流情况分析中点电位波动机理,进而对空间矢量合成进行调节补偿;最后,设计低通滤波器和滞环控制器进一步对补偿进行优化调整,保证并网电流质量的同时有效抑制了直流母线中点电位偏移。仿真结果表明,该容错控制策略能够实现三电平NPC并网逆变器单相桥臂故障后并网系统的稳定可靠运行,每个基波周期有三分之一时间的共模电压得到改善,优化补偿后的并网电流质量显著提高,且在并网电流突变时具备良好的控制特性。

基于滞环控制的航空发动机快速电磁阀控制仪设计

使用滞环控制方法实现快速电磁阀两端电压的脉宽调制,精确控制流过快速电磁阀的强激电流和维持电流的幅值,使用变频变占空比的方法控制流过快速电磁阀电流脉冲的占空比,具备输入过压、输入欠压和输出短路保护功能,设计了一款基于滞环控制的快速电磁阀控制仪。该快速电磁阀控制仪已经在航空发动机快速电磁阀及其主燃油控制附件的维修过程批量使用,杜绝了因控制器输入信号不稳定导致的航空发动机主燃油系统故障,且抗干扰能力强,能够预防维修过程人为差错,起到了提高航空快速电磁阀维修质量的作用。

设置扇形边界死区的电压型PWM整流器直接功率控制

利用电压型PWM整流器的数学模型分析了PWM整流器直接功率控制(DPC)的原理,讨论了功率滞环比较器环宽对PWM整流器的影响.为了降低开关频率和减少开关损失, 增加功率滞环比较器环宽则引起瞬时有功功率和直流电压波动现象;提出了设置扇形边界死区的控制策略,减少扇形边界误选开关量现象,使瞬时有功功率和直流电压波形趋于平稳. 通过Simulink环境下仿真模型的仿真,证明了该策略的可行性.

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。

PWM电源激励下取向硅钢片磁特性测量与动态磁滞模拟方法

提出一种脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电源激励下取向硅钢片磁特性测量方法。利用单片测量器,采用基波磁通密度与谐波磁通密度同时控制的方法,得到PWM励磁的硅钢磁特性。提出一种动态磁滞模型,该模型考虑逆变器输出的高次谐波、脉冲电压引起的局部磁滞回环、磁化历史和高次谐波引起的涡流等因素对硅钢片磁特性的影响。利用实验测量的B-H曲线确定模型中的矫顽力、磁阻系数和动态参数,使模型能够准确预测动态磁滞回线。通过计算与实验结果对比,证明该计算模型能够准确地模拟PWM电源激励下硅钢片的复杂磁特性并计算比损耗。

有源电力滤波器选择性谐波补偿方法

为了实现选择性谐波补偿,提出一种基于滞环空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略的有源电力滤波器APF(active power filter)选择性谐波补偿方法。在检测算法中加入补偿角,以补偿系统的延时;控制算法采用滞环空间矢量脉宽调制策略,使有源电力滤波器输出的补偿电流能够准确跟踪参考电流,从而达到选择性谐波补偿的目的。该方法不需要设计复杂的电流控制器,计算量小;而且不必计算参考电压值以及阻抗参数等,避免了参数误差的影响。文中最后通过样机实验证明了该方法的正确性和有效性。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

Property Analyses and Experiment Studies of a Kind of PWM System

The properties and the design of PWM systems are discussed. The relations among the orifice areas of the valves, initial times and the rate of piston areas are deduced. Also a PWM system is designed and some experiments are done. The experiment results agree with those of theory analyses. It can be shown that the relations are correct and the conclusion of theory analyses is reasonable.

单相逆变器随机PWM选择性消谐滞环随机扩频方法

在随机脉冲宽度调制(RPWM)中,要求逆变器的瞬时开关频率分布在较宽的频率范围内,以获得较好的随机性。然而,当开关频率持续偏高时,逆变器的开关损耗将会增加;当开关频率持续较低时,会引起输出电流纹波的增加。现有的RPWM选择性谐波消除方法在随机扩频的过程中不能有效地控制逆变器的开关频率。该文提出一种单相逆变器RPWM选择性消谐滞环随机扩频方法。根据RPWM策略中有效随机数k与开关频率的关系,合理选择随机数k,既可以保证逆变器瞬时开关频率在较宽的范围内随机分布,又可以将平均开关频率控制在预先设定的频率范围内。在RPWM选择性消谐过程中,当开关频率较低而引起电流纹波增加时,该方法可以通过提高平均开关频率来减小纹波。

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。

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.

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。

开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制

开关磁阻电机普遍存在转矩脉动较大的问题,文章提出一种针对不同相位,并结合滞环控制和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的直接瞬时转矩控制策略。该方法工作在单相工作模式下,先分析了转矩在控制过程中出现波动原理,然后结合单相半桥电路制定了单相区和换相区不同控制方法。考虑到滞环控制器的在正负滞环限之间自由响应且无法进行控制的不足,将PWM等效策略引入滞环限间,达到优化转矩控制效果的目的。仿真和实验证明,这种将滞环策略和PWM策略结合的算法,充分考虑到转矩在不同条件下输出特性,优化的开关策略在不同工况下施加相应的绕组电压。相比于传统滞环控制,所提控制策略不仅实现了抑制转矩脉动,还优化了控制系统的响应时间和转矩超调。

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。