三相电压型PWM整流器的虚拟转矩冲量平衡控制策略

模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制策略,从而使直流侧电压仅经过1次调节即可实现快速收敛。为了实现此策略,首先,根据数学模型推导得到了虚拟转矩的表达式;其次,根据负载突变前、后直流侧输出电压保持不变,同时结合功率守恒原则,分析建立了负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制方程,求得零矢量与前进矢量的作用时间;最后,通过仿真和实验实现了三相电压型PWM整流器系统负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制,验证了所提算法的正确性与有效性。

基于DSP的三相电压型PWM整流逆变系统设计与应用

现代多领域需大量变流装置,以转换电能频率、幅值和相位,提升经济效益。但这些装置依赖整流模块获取直流电压,传统二极管和晶闸管整流方式易产生谐波和无功功率,增加损耗,降低效率,影响供电质量。传统PWM(Pulse Width Modulation)整流逆变系统模拟控制方式已无法满足复杂高精度需求,提出基于DSP(Digital Signal Processing/Processor)的三相电压型PWM整流逆变系统设计与应用。硬件上采用AMC1304M05QDWRQ1数据采样芯片和TMS320FDSP28335控制芯片;软件上设计双闭环串级控制策略,通过SCPWM算法调制电压空间矢量,驱动功率开关器件实现整流逆变控制。实际应用结果表明,负载突变时系统响应迅速,直流侧电压0.02 s内恢复稳定,验证设计的正确性。

一种新型的三相桥级联型PWM变换器

传统的单相级联H桥变换器不易直接应用于三相高压场合,为此提出了三相桥级联型PWM变换器的拓扑结构,其子模块为电压源型三相桥式变换器。分析了该新型拓扑的构成思想,推导了二级和三级级联拓扑的电流和功率表达式,其可做整流器也可做逆变器,分别采用单周控制和载波相移控制对其进行仿真研究。仿真结果验证了该新型拓扑的可行性,表明其能够提升电压等级,与传统的单相级联H桥变换器构成的三相变换器相比,能够节省开关管和直流侧电容(独立电源)个数,且直流侧电压纹波较小,在三相高压场合具有较好的应用前景。

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVS PWM TL 变换器),该变换器是将传统的 ZVSPWM TL 变换器的变压器和谐振电感位置互换,使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次,同时零状态谐振电感电流较小,有利于提高变换器的效率,占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化,一般在变换器中加入隔直电容,该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响,确定一种最佳方案,并通过实验验证理论分析的正确性。

非理想电网电压下基于谐波功率注入方法的三相并网型变换器的控制

在诸如不对称、含有谐波等非理想状况的电网电压下,常规的三相并网型变换器的控制策略将很难取得满意的效果。针对这一问题,基于"电流正弦化且平均单位功率因数为零"及非理想电网电压下的功率流的唯一对应关系,推导出了针对3种控制目标的功率流方程。通过谐波功率注入的方法,可实现3种控制目标的变换器控制。为了提高系统的抵抗模型和参数不确定扰动,设计了线性自抗扰控制器。实验表明所提方法具有结构简单、低谐波等优点。

一种新型三相电压型PWM整流器启动冲击电流抑制方法

针对三相电压型PWM整流器启动瞬间产生较大的冲击电流,致使系统稳定性、可靠性降低的问题,在整流器前端加入预充电电路,对预充电电路软启动过程和整流器启动过流的原因进行了详细分析,再对2种无预充电电路的母线电压缓给定方法和2种预充电电路结合母线电压缓给定方法抑制启动冲击电流的作用机理进行了对比分析,最终提出了预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制的最优抑制方法,最后通过搭建4种母线电压缓给定方法的仿真模型和30 kW整流器实验样机进行了验证。结果表明,采用预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制启动的整流器有效地抑制了冲击电流,网侧电流启动无过冲现象,直流侧母线电压无超调。

一种改进型零电压开关PWM三电平直流变换器的研究

介绍了一种带输出饱和电感的移相零电压开关PWM三电平直流变换器,与传统的零电压三电平比较,它具有在较宽负载范围内实现零电压软开关;减小副边占空比丢失;减小输出二极管的寄生振荡及电压尖峰等特点实验样机表明,该电路整机效率高,采用电流峰值控制后,系统的稳定性高,易于实现中大功率DC/DC变换。

三相电压型变换器电流控制技术的实验研究

三相电压型变换器 ( VSC)控制的关键在于控制其输入电感上的电流。文中建立了三相VSC的数学模型 ,并在此基础上实现了一种电流控制方案。利用该方案能够实现功率的四象限流动。给出的稳态及功率换向流动时的动态实验波形说明 ,该方案的静动态特性均较好。

三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计

提出了一套主电路设计方法 .首先利用状态空间平均法建立了三相PWMVSR的数学模型 ,并在此基础之上进一步建立了三相PWMVSR的等效电路模型 ;然后根据上述模型分别对三相PWMVSR的交流侧和直流侧进行了理论分析 ;最后着重分析讨论了交流电感、直流电压、直流电容等参数的选择 .这对三相PWMVSR的主电路设计有着理论指导作用 .

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究

该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。

三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述

控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM整流器控制策略的发展趋势。

基于LCL滤波的大功率三相电压型PWM整流器

三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数,同时从离散域分析了采用无源阻尼时系统的稳定性。在此基础上,本文研制了一台500kW三相电压型PWM整流器样机,实验结果验证了上述分析方法的有效性。

三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略

首先,提出了一种直接功率控制改进策略,用以解决三相电压型脉冲宽度调制整流器采用传统直接功率控制时存在的扇区判断算法复杂和无功功率周期性波动问题。该改进策略设置2个开关表,对无功功率误差进行判断,并根据误差大小选择不同的开关表。然后,对所提出的扇区判断方法进行了分析,该方法避免了复杂的坐标变换和反正切函数运算;给出了2个开关表的选择原则,即分别以最大限度地降低开关损耗和提高无功功率响应速度为原则。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与传统直接功率控制进行对比。仿真结果表明,该改进策略不仅取得了更低的交流侧电流谐波总畸变率,同时有功功率、无功功率到达稳态的时间也提前近38.5%。

三相四线系统中三相电压型PWM整流器控制策略

对三相四线系统中三相电压型PWM整流器的电压定向控制算法进行了全面分析,给出了新的数学模型、基本方程和控制框图,并对电压平衡控制和脉宽调制策略两个关键问题做了重点说明。为验证算法的正确性与可行性,搭建了基于Matlab7.1的仿真模型对系统进行全面仿真。结果表明,该控制策略性能可靠,计算简洁,具有较高的工程应用价值。

三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器

提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法。与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本。在中大功率应用场合,其优势更为明显。在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,并对所设计的LCL滤波器进行了仿真和实验验证。实验结果表明,经过LCL滤波,系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱,从而验证了该设计方案的优越性。

基于PCHD模型的三相四线电压型PWM整流器无源控制

本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确定出dq0坐标系下的开关函数是简单的代数表达式,可简化控制结构。由于无源控制器是在保证稳定的前提下,由注入阻尼的大小就可调节整流器的性能,具有易于调试和工程实现的特点。计算机仿真结果证实了基于PCHD模型三相四线电压型PWM整流器无源控制的可行性。

基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计

介绍了一种由DSP控制的三相PWM整流器的新型间接电流控制系统 ,提出了新型相位幅值控制方法 ,以滞后角 ξ作为输入变量。采用TMS32 0F2 4 0为核心控制芯片 ,实现控制算法和空间矢量的数字算法。实验结果表明 ,系统可以按照给定调节输出直流电压并且能够实现单位功率因数。

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础,设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构,用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器,既提高了系统响应的快速性,又增强了抗扰能力,同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能,而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。

并联三相PWM变换器零序环流带宽扩展

三相PWM变换器并联系统运行时会产生环流。为解决并联系统环流问题,本文提出一种零序电流环带宽扩展策略。在分析并联模块环流模型的基础上,详细研究了变换器的参数差异和数字控制器的延时对零序电流环带宽的限制,利用电压零矢量前馈控制消除了变换器参数差异和运行状态不同对零序电流环带宽设计的限制,并结合单个载波周期内双次电流采样双次PWM更新方式(DSDU)有效增加了零序电流环的带宽。该方法不需要提高系统的开关频率,具有动态响应快和环流抑制效果好的优点,能够在并联模块滤波电感不同及给定电流不同的情况下,获得较好的环流控制效果。实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。

LCL滤波的三相电压型PWM整流器无传感器有源阻尼控制方法

三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中考虑了由于PWM更新引入的一拍延迟。