三相电压型单位功率因数 PWM 整流器的研究

在单位功率因数整流器中，利用瞬时值比较法来控制电源电流，不但控制简单，还可有效限制器件的最高开关频率。本文应用瞬时值比较法研制了一台１ｋＷ的实验装置，提出了整流器参数的设计方法，并通过仿真及实验验证了方案的有效性。

舰船电力系统单位功率因数谐波电流检测方法的研究

舰船全电力推进技术的不断发展,使舰船上的谐波问题受到更多的关注。提出将基于单位功率因数(UPF)的谐波电流检测方法用于舰船电力系统,并针对舰船电力系统负载变化频繁的特点,采用基于UPF谐波电流检测的并联型有源电力滤波器对其谐波进行抑制。用移动窗积分取代低通滤波器的改进型UPF检测方法,有效解决了低通滤波器的检测延时问题,改善了检测的暂态性能。仿真和实验结果表明,改进型UPF谐波电流检测方法能实时检测谐波电流,在负载变化时能很快的跟踪,特别适合用于舰船电网谐波检测。

基于改进型幅相控制的单位功率因数电梯能量回馈器研究

本文针对普通电梯变频器不能回馈再生能量的缺点,研制了一台基于幅相控制的15kW外挂式电梯能量回馈器样机,实现了单位功率因数能量回馈和直流母线电压可控。在此基础上,根据电梯起停频繁的特点,利用直流母线电压变化率推导出起动时刻理想初始参数和在输入功率变化时的前馈调节量,提高了系统的快速性。通过在上海三菱电梯有限公司现场实测表明,该回馈器工作稳定可靠,具有良好的动、静态性能。

直驱永磁同步风力发电机单位功率因数控制

针对采用传统矢量控制的直驱永磁同步风力发电机存在电机运行功率因数降低的问题,提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁同步发电机单位功率因数运行控制策略。所提方案在实现永磁直驱风电系统最大风能捕获控制的基础上,通过控制电机侧变换器使电机d轴控制电压为零来实现永磁同步发电机的单位功率因数运行控制。系统仿真和实验结果表明:采用所提运行控制策略可有效实现永磁同步发电机的单位功率因数运行,有助于减小电机侧变换器的运行容量,同时该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行。

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一。在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制。在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案。通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证。

基于电压功率角前馈的永磁同步电机单位功率因数控制策略研究

传统的基于电压矢量定向的单位功率因数控制策略仅适用于永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmachine,PMSM)/变流器系统交流侧接入电网、频率相对固定条件下的应用,而适用于变频控制的策略存在系统参数依赖性强的问题。该文从PMSM/变流器系统变速、变频发电运行的实际需求出发,在分析系统单位功率因数发电运行状态下的电流、电压特性基础上,提出一种不依赖于电机及变流器参数的单位功率因数电流控制策略,所提方案基于电压功率角前馈思想,通过对内功率因数角的预测来实现对PMSM/整流器系统单位功率因数运行的控制。在实验室搭建策略仿真以及系统性能测试小功率实验台,进行策略仿真和实验验证工作。在此基础上,将所提控制策略在工程项目中进行实际应用,完成额定功率380kW的"交–直–交"级联系统满功率工况实验,并对系统进行13h不间断运行耐久性考核。实验室研究及工程应用结果表明:所提出的单位功率因数电流控制策略不依赖于系统的参数,在不影响直流电压控制精度的前提下,可以满足PMSM/整流器系统变频变速运行工况下的单位功率因数控制需求,系统具有良好的动静态性能。

矩阵变换器的两种网侧单位功率因数控制方法

受输入滤波器的影响,矩阵变换器输入功率因数设置角为0时,网侧功率因数并不为1,网侧电流会超前网侧电压。为实现网侧功率因数为1,基于网侧电路时域分析方法,获得了网侧功率因数角和输入滤波器、输出功率之间的关系。分析了输入滤波器参数和输出功率对网侧功率因数的影响,并提出两种网侧单位功率因数控制方法。将所提控制方法与基于频域分析方法的网侧单位功率因数控制性能进行了实验对比研究,同时对所提控制方法二进行了实验验证。实验结果表明,所提控制方法一具有比基于频域方法更好的网侧单位功率因数控制效果,同时实验结果证明了所提闭环控制方法二是正确可行的。

三相单位功率因数整流器的电流控制方法研究

在三相单位功率因数整流器中 ,实际电流能否跟踪参考电流将影响整个系统的控制性能。文章提出了一种适合数字化控制的电流控制方法 ,以李雅普诺夫直接法为基础 ,引入了反馈增益 ,用来抑制系统参数变化的影响 ,并比较了变反馈增益和定反馈增益的效果。仿真结果表明了该方法将有效地克服系统参数变化对控制性能的不利影响。

一种基于单位功率因数控制的有源电力滤波器

为解决谐波污染、改善电能质量,采用基于单位功率因数的控制方法,提出了一种只需检测系统侧电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制系统侧电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,其补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。按照H桥逆变器的单极性脉宽调制的主电路研制了一台高性能的5kVA单相有源电力滤波器实验样机。理论分析、仿真及实验结果证明该有源电力滤波器可同时实现补偿负载无功及谐波电流,控制简单且具有良好的动态性能。

改进的单位功率因数谐波电流实时检测方法

为较好地解决低通滤波器的延时问题,分析了低通滤波器和积分器对谐波电流检测精度和检测响应过程的影响,采用移动窗积分法改进了单位功率因数谐波电流检测法的暂态性能,提出了改进的单位功率因数谐波电流实时检测方法。Matlab/Simulink仿真结果表明该方法提高了传统检测方法的实时性,可较好地跟踪负载的变化。基于数字信号处理器的并联有源滤波器实验验证了该方法的可行性和有效性。

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。

基于空间电压矢量脉宽调制的单位功率因数整流器

文章对文献 [1]中提出的 SVPWM控制方案进行了改进 ,并详细分析了系统在整流状态下的工作模式及控制算法的推导 ,从理论上验证了改进后的简单控制算法具有可行性。同时 ,这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动 。

轴向磁场磁通切换永磁电机单位功率因数控制

轴向磁场磁通切换永磁(AFFSPM)电机是一种定子永磁型双凸极电机,它结合了磁通切换电机与永磁电机的优点,且轴向长度短,转子结构简单,功率密度高,非常适合用于电动汽车与风力发电系统。本文推导了AFFSPM电机的数学模型,建立了AFFSPM电机驱动系统。针对AFFSPM电机id=0控制和最大转矩电流比(MTPA)控制策略存在功率因数降低的问题,本文以提高功率因数为目标,采用一种单位功率因数控制策略对AFFSPM电机进行了研究。仿真与实验结果表明,单位功率因数控制策略基本能够将AFFSPM电机功率因数调节到所需范围。

永磁同步电机单位功率因数控制

为了实现永磁同步电机调速系统的高性能控制,提出了一种基于定子磁场定向的内埋式永磁同步电机单位功率因数控制方法。在对内埋式永磁同步电机数学模型进行分析的基础上,推导得到单位功率因数控制的电机功角表达式。设定定子电流矢量与定子电压矢量相位相同,通过计算得到的功角和转子位置角进行坐标变换,保证电机按照单位功率因数运行。稳态分析表明该控制方法具有效率高,动态性能好等特点。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建系统仿真模型,仿真实验结果验证了该控制方法的有效性与可行性。

改进型单位功率因数谐波检测算法在三相并联型APF中的应用研究

为了降低电网电压不对称或畸变对UPF谐波检测算法的影响,通过引入锁相环电路的改进型UPF谐波检测算法产生基波正序电压,对有功功率进行修正,抑制了电压畸变的影响,同时提高了检测的实时性。在Matlab上对补偿前后电源侧电流波形进行对比研究,验证了改进型UPF谐波检测算法的可行性。实验结果表明,采用改进算法后,电源侧电流谐波成分中谐波含量最高的5次谐波含量由补偿前的22.8%降低为补偿后的8.1%,负载电流主要次谐波成分得到了有效抑制,实现了抑制谐波的目的。

基于单位功率因数的谐波和无功电流实时检测方法

针对有源电力滤波器中广泛采用的基于瞬时无功功率理论的检测技术的局限性,将功率因数的概念引入有源电力滤波器的控制中,提出了基于单位功率因数(UPF)的谐波和无功电流实时检测技术,对其特性进行了分析。该方法电路结构简单、动态响应速度快、检测精度高。通过仿真研究证实了方法的有效性和可行性。

基于单位功率因数控制的四桥臂三相四线制APF

随着非线性负载在配电系统中的大量使用,低压配电网的三相不平衡、无功功率和谐波污染问题日益严重,有源电力滤波器以其优良的性能成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段,因而基于单位功率因数的控制方法,研制了一种高性能的四桥臂三相四线制有源电力滤波器。同时提出了一种只需检测电源输入电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制电源电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,并对其稳态及动态行为进行了详尽分析;补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。以此研制了一台10kVA四桥臂三相四线制有源电力滤波器实验样机,理论分析、仿真及实验结果均证明了该有源电力滤波器可有效地补偿三相四线制系统中的谐波、无功功率和三相不平衡,系统控制简单,动态响应快,补偿效果好。

永磁直驱风电系统永磁同步发电机单位功率因数控制

使用永磁同步发电机(PMSG)的直驱风电系统目前发展得很快,选择合适的PMSG控制策略对系统性能非常重要。采用单位功率因数(UPF)控制方法对PMSG进行控制,可以降低永磁直驱风电系统变流器的功率等级,节省变流器容量;同时使用高精度增量式编码器对电机转速和相位进行测量。仿真和试验结果证明了UPF控制策略的有效性。

永磁同步电动机无位置传感器单位功率因数矢量控制方法研究

提出了一种永磁同步电动机无位置传感器单位功率因数矢量控制的方法;在额定转速范围内可实现永磁同步电机功率因数为1的控制;通过弱磁控制可实现更高转速的运行。与常用的定子磁势和转子永磁体磁势正交的矢量控制方法相比,优点是:不需要电机的任何参数,仅需检测定子绕组电流,因而控制系统简单可靠;可近似实现恒定子磁链的控制,不存在磁路饱和问题,且进入弱磁控制区更晚。介绍了系统的构成和参数,给出了实验结果。实验结果证明了理论分析的正确性。

一种数字模拟混合控制的单位功率因数整流器

在三相电压型脉宽调制 (PWM)整流器数学模型的基础上 ,以传递函数形式建立了电流环和电压环的数学模型 ,分析了输出电压的限制条件 ,设计了以单片微处理器 80 C552为核心的实验系统 .该系统采用数字模拟混合控制方式 ,无乘法器 ,仅需两个电流传感器 ,从而使系统得以简化 .实验结果表明 ,采用文中所述控制策略的 PWM整流器能使输入电流为正弦且与电压同相 。