三相电压型PWM变流器在矿用电动运煤车中的应用

PWM(脉冲宽度调制)变流器具有许多优良的特性,为了充分体现三相电压型PWM变流器对于矿用电动运煤车技术发展的重要性,分析了PWM变流器的基本原理,讲述了PWM变流器是如何能够实现交、直流侧控制功能,以PSCAD软件作为平台构建了V2G(Vehicle-to-grid)充放电电路模型,对PWM变流器在充放电过程中具体的工作特性进行了探究,通过对实验数据进行分析证明PWM变流器可以实现单位功率因数,且具有谐波污染小的优势。

一种电流前馈控制的单位功率因数三相SAPWM变流器

本文提出一种基于幅相控制方式、具有电流前馈的单位功率因数三相电压型SAPWM变流器。根据相量间的直角三角形关系和能量平衡原则,建立了该系统的低频数学模型,分析了系统的相量调节方式。在此基础上,将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量,以提高系统的快速性。实验证明:控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动,且输出直流电压恒定可调,相电流的谐波含量非常小,系统动态性能较好。

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法。实验结果表明,该方法有效地降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。

基于三相电压型变流器的无功功率补偿控制

基于三相电压型变流器的无功功率补偿装置可以吸收或发出连续可调无功功率。分析了三相电压型变流器在dq坐标系下的数学模型,应用非线性微分几何理论中的状态反馈线性化控制方法,设计了基于直流侧电压与交流侧无功功率为控制目标的解耦控制器,并整定了控制器参数。最后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC上对所设计的控制系统的有效性进行了仿真验证。结果表明,该控制方法具有良好的快速与稳定性能,补偿点的功率因数得到了明显的改善。

H桥三相5电平电压型变流器在有源滤波器中的应用

首先分析了载波相移SPWM(CPS-SPWM)技术原理和该技术在电压型多电平变流器中的应用,具体讨论了通过级联H桥实现变流器的技术方案;利用基于瞬时无功功率理论的自适应闭环检测方法,构建了有源电力滤波器(APF)装置。实验验证了将基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器应用于三相APF上,能在较低开关频率下实现非线性和感性负载引起的谐波及无功污染的补偿。

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法,实验结果表明,该方法有效的降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。<正>重复控制;;矢量控制;;三相;;

电流型变流器在电网电压不平衡时的控制

提出一种电网电压不对称情况下抑制三相脉宽调制(PWM)电流型变流器(CSC)直流输出电流二次谐波、减少网侧电流低次谐波的控制方法。该方法对传统的预测控制进行改进并应用到电网不平衡的三相CSC系统中,获得了良好的控制性能。应用电流空间矢量调制技术,使器件的利用率得到提高。所提出的方法无需电流传感器检测网侧电流,降低了实现成本。实验结果证明所提出的方法是正确、可行的。

基于反向传播神经网络的SVM技术在电压型变流器中的应用研究

在分析三相电压型变流器空间矢量调制(SVM)技术基本原理的基础上,提出了一种基于反向传播神经网络结构的 SVM 技术(CPN-SVM)的实现方法。该方法采用CPN 竞争层来计算 SVM 中各个矢量的具体作用时间,避免了计算正弦函数这一非线性运算,缩短了计算时间,采样周期的可进一步缩短。仿真和实验表明:CPN-SVM 除了具备 SVM 的固有优点外,还有下述几个显著优点:①大大降低了整个控制系统的软硬件成本,提高了对开关瞬态位置判断的准确性;②随着采用周期的缩短,最大开关频率相应增大,从而提高了整个系统的传输带宽③避免了由于计算误差给 SVM 波形中所带来的附带谐波。

广义谐波电网环境电压源型并网变流器滑模变结构直接功率控制策略

针对实际电网电压中存在实时动态变化的谐波运行环境,提出电压源型并网变流器广义谐波下的滑模变结构直接功率控制(sliding-mode-based direct power control,SMCDPC)策略;其实施是针对所有次数谐波,该控制策略不需实时精确的电网谐波次数和相位检测,具有实际工程应用价值。在以往研究成果的基础上,建立了广义畸变电网环境中的并网电压源型变流器(grid-connected voltage-sourced converters,VSC)的完整数学模型,提出3种该运行环境下的控制目标:正弦形输出电流,消除有功功率波动和无功功率波动。完成了滑模变结构直接功率控制设计。仿真结果表明,相比传统滑模变结构直接功率控制,改进的滑模变结构直接功率控制增强了电压源型并网变流器在实际电网广义电压谐波下环境中的运行能力。

三相变流器的模糊PI神经网络控制研究

提出了一种神经网络电流内环控制加混合模糊PI电压外环控制的双环控制结构。对三相电压型可逆变流器系统而言,神经网络电流内环控制使系统具有更强的鲁棒性,混合模糊PI电压外环控制加快了系统的响应速度。为了增强系统的抗扰性能还引入了电流前馈控制。最后通过仿真及试验验证了控制方案的正确性与可行性。

基于FPGA的三相AC/DC变流器的控制研究

分析了三相电压型AC/DC变流器的工作原理,提出FPGA控制下数字锁相环和电压电流双环控制的设计方案,并采用SVPWM调制技术降低变流器开关动作次数,明显减小变流器网侧电流谐波分量,提高电压利用率。利用FPGA为核心控制器搭建了2 kW的硬件实验平台对所提出的策略进行了验证。实验结果表明,该控制策略具有较高的可靠性、稳定性和很好的动态响应能力。

VSC-HVDC海上风电输电变流器预测电流控制策略研究

针对目前VSC-HVDC海上风电输电变流器电流暂态响应慢,存在稳态误差等不足,提出一种新的数字预测电流控制方法,基于电压空间矢量调制得到控制开关信号,使三相输入电流快速跟踪三相输入电压的相位,快速消除系统静差和离散误差,变流器按照单位功率因数运行。利用该方法可在当前采样时刻快速准确地预测下一采样时刻的参考电流值,同时结合品质方程确定下一采样时刻的最优输出端参考电压矢量。结合500kVA实验样机设计,经Matlab仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性。

列车辅助变流器Matlab/Simulink仿真技术研究及应用

给出了一种采用Matlab/Simulink仿真平台构建的列车辅助变流器的系统仿真模型,并对其原理进行了简要分析。实际应用表明,该仿真模型能为列车辅助变流器主要参数的选择与分析提供很大的帮助。

三相交流系统动力学及VSC接入问题研究

该文在经典力学的理论框架下,完成三相交流电力系统的动力学建模。使用克拉克(Clark)变换将三相节点的电压和磁链变换到复数域,选择节点的电压和磁链分别作为动力学系统的速度和位置,得到系统的拉格朗日函数,进而使用变分原理获得静止坐标系下的系统动力学方程。推导同步旋转坐标系中的系统微分方程,并对瞬时无功的物理意义做出解释。该文是对交流电力系统力学化的一次有益尝试。在实际应用方面,基于动力学的观点,对VSC接入弱交流电网的稳定控制问题,提出一种有效的解决方案。

电动矿用运输车恒功率充放电策略的实现

为了实现电动矿用运输车的恒功率充放电过程,简要介绍了电动矿用运输车充放电系统的基本结构,借助PSCAD软件实现双向DC/DC变换器和三相电压型PWM变换器的控制方案,采用恒功率充放电策略进行仿真试验,从而完成了电网与电动矿用运输车之间能量的双向流动过程,结果显示可实现以单位功率因数运行,网侧谐波含量很低,大幅度提高了电能质量。

风电系统网侧LCL滤波器的分析与参数设计

针对风力发电系统中频繁用到的并网LCL滤波器,分析LCL滤波器参数的特性,提出限制条件,给出计算公式,分析了滤波电容加阻尼电阻对系统性能的影响。仿真结果表明,设计的LCL滤波器滤波效果较好,验证了理论分析的正确性。

基于DSP的机车蓄电池充电系统的研究

采用三相电压型变流器和DSP实现对机车蓄电池充电,实验结果表明这种充电装置的各项性能指标均达到较高水平。