基于改进开关周期平均法的多相Buck直流变换器建模研究

基于改进的开关周期平均法,提出了一种多相Buck直流变换器的建模方法。在电感电流连续模式(CCM)下,所建立的模型包含了电路的杂散参数和电路器件的不一致性,并对多相Buck直流变换器进行了小信号分析。MATLAB/Simulink模型仿真结果表明,所建模型的静态及动态响应结果与电路仿真结果相同,验证了建模方法的有效性。

基于改进调制的两级式单相光伏并网逆变器前级二次谐波抑制

为抑制两级式单相光伏并网逆变器前级电路中的二次谐波电流,利用开关周期平均模型对前级电路中二次谐波电流产生的原因进行了分析,基于此提出了抑制二次谐波电流的改进调制方法。该方法根据实时采样得到的母线电压修正占空比,无需复杂的运算处理,易于实现。进一步分析了改进调制方法下前级Boost电路的小信号传递函数,提出了欠阻尼条件下基于微分先行PID算法的光伏电池最大功率点电压跟踪方法。仿真表明,改进后的两级式单相光伏并网逆变器最大功率点跟踪过程振荡小,光伏电池输出电流平稳,二次谐波电流抑制效果显著。

一种可再生能源并网逆变器的多谐振PR电流控制技术

在介绍三相并网逆变器电流双环控制策略的基础上,对基于LCL滤波器的并网逆变器在两相静止坐标系下建立完整的开关周期平均模型。在电流环中,应用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)调节器来达到无静差跟踪正弦电流基波给定并减小输出电流中特定次数的谐波含量,以提高并网电流质量。针对多谐振PR调节器阶数高、设计难的问题,采用根轨迹理论分析PR调节器参数、系统延时以及LCL滤波器参数对闭环系统极点的影响,并基于此理论分析设计极点位置,选择合适参数,在保证系统稳定的前提下使电流环达到最佳的性能。最后搭建一台10 kW并网逆变器样机,验证多谐振PR调节器对并网电流的改善作用以及基于根轨迹理论设计多谐振PR调节器的实用性与可行性。

链式静止同步补偿器动态模型建模方法

链式结构静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)装置具有可分相控制、易于实现模块化设计、可靠性高、谐波特性好、无需多重化变压器、无需器件串联等显著优点,可改善系统暂态稳定,提高系统动态性能,改善用户电能质量,受到普遍重视。链式结构STATCOM的数学模型是研究相应控制策略及装置特性的基础。从单相H桥链节模型入手,研究单相链式STATCOM的动态模型建模方法,分别建立开关周期平均模型和小信号交流模型。通过仿真验证了所建模型的合理性,为装置级控制策略的研究奠定了理论基础。

采用比例谐振调节器的三相VSC控制系统稳定性研究

在介绍基于LCL电容电流反馈有源阻尼算法的电流环控制策略基础上,在αβ静止坐标系下构建了三相变流器开关周期平均数学模型。为了消除系统交变量瞬态反馈时传统PI调节器难以达到无稳态静差输出,电流内环采用比例谐振控制器以实现无静差跟踪正弦电流基波给定,外环则采用基于瞬时功率模型的准直接功率控制环。通过闭环传递函数频域响应特性深入探讨了电流内环比例谐振控制器及有源阻尼LCL拓扑各参数对系统鲁棒性的影响。引入Delta算子以代替Tustin变换对控制器进行离散化实现,保证了离散结果较为接近于时域连续值,解决了z变换导致的数值计算不稳现象,从而实现了理想的电流正弦信号输出。仿真与实验结果验证了所提出的控制策略能够有效降低网侧输入电流谐波畸变率,实现单位功率因数运行,使得电能质量和系统瞬态响应得以明显改善。

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。

三相电压型PWM逆变器的建模研究

根据三相电压型PWM逆变器的工作原理,引入开关周期平均算子将离散的系统变换为连续的系统,应用坐标旋转变换将三相交流电量变换成直流量,使用小信号扰动法将非线性的系统变换为线性的系统。建立了三相电压型PWM逆变器系统的小信号动态数学模型,以SPWM调制法为例,建立了从调制器输入到逆变器输出的动态数学模型,仿真和实验结果验证了建模的准确性以及控制策略的合理性。

三相PWM整流器的小信号建模及其双闭环控制

采用开关函数描述的三相PWM整流器的数学模型为非线性模型,控制器的设计比较困难。利用开关周期平均法建立三相电压型PWM整流器(VSR)的平均模型,扰动分离后分别得到稳态模型和小信号模型,其小信号模型即为线性时不变模型。基于小信号模型设计了电压外环和电流内环的PI控制器。最后通过Matlab仿真验证了小信号建模和控制器设计的正确性。

三相电压型PWM整流器的小信号建模及控制器设计

建立三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标下的数学模型,由于采用开关函数描述的变换器的数学模型为非线性模型,控制器的设计比较困难。本文利用开关周期平均法建立三相电压型PWM整流器的平均模型,扰动分离后分别得到稳态模型和小信号模型,基于小信号模型设计了电压外环和电流内环的PI控制器。最后,通过PSCAD建立了模型仿真电路,仿真验证了小信号建模和控制器设计的正确性。

三相电压型PWM整流器的建模研究

针对三相电压型PWM整流器这个离散的、耦合的、非线性的动态系统,引入开关周期平均算子将离散的系统变换为连续的系统,应用小信号扰动法将非线性的系统化解为线性的系统,进而分析系统的小信号动态数学模型。以TMS320F2812为控制器组建了三相电压型PWM整流器双闭环自动控制系统。实验结果表明了该系统具有良好的静态、动态性能,验证了数学模型的合理性。

级联H桥Boost PFC电源建模及应用研究

针对电感电流断续导电模式(DCM)功率调节器固定占空比,输入电流纹波含量大导致功率因数降低的问题,提出了一种具有自动调节功能的级联H桥开关周期平均模型。给出了Boost PFC电路拓扑结构,并分析了该电路的工作原理。论证推导了在DCM模式下时均模型修正方程表达式。利用LTspice软件进行仿真分析并进行实验验证,其结果与传统固定占空比的DCM功率调节器相比,很大程度减少了低频输入电流纹波,有效降低了谐波含量。仿真结果和样机实验验证了所提出的模型和控制策略的有效性。