单周期控制PFC变换器电流相位滞后及其补偿

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时开关管端电压应满足的幅值及相位条件;在此基础上,结合单周期控制功率因数校正变换器的数字控制方案,给出了补偿方案的实现方法及设计实例,并研究了采用补偿方案时系统的稳定性。论文建立的输入等效电路能更准确地反映单周期控制功率因数校正变换器的输入特性;实验验证了提出的电流相位滞后补偿方案能够减小基波相移量,提高基波位移因数。

基于单周期控制的三相PFC整流器输入电流相位滞后及闭环补偿

三相功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛研究。但在中频或工频中大功率场合,传统单周期控制策略下的三相PFC变换器将产生输入相电流滞后于相电压的基波相移问题,从而导致系统输入功率因数明显下降。针对三相中频VIENNA整流器分析传统单周期控制策略下产生基波相移的机理,提出一种改进的单周期控制策略,并详细推导该控制策略的核心控制方程,给出具体实现方法。该控制策略能有效的根据变换器负载情况对输入相电流的相位进行自动补偿,从而减小了基波相移量,改善了基于单周期控制的中频中大功率下的三相PFC整流器输入功率因数,减少了系统无功损耗,提高了系统效率。通过实验验证了理论分析的正确性。

一种提高数字控制LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的补偿策略

与模拟控制相比,采用数字控制的LCL型并网逆变器会引入控制延迟,在电网阻抗变化较大的弱电网中,严重降低了系统的稳定性。为了提高数字控制的LCL型并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,提出一种比例-相位滞后的补偿策略。首先,在考虑控制延时的基础上,对电网阻抗宽变化范围内的系统进行稳定性分析;然后基于Nyquist稳定性判据识别稳定区域,并合理设计比例和相位滞后补偿器的参数,使改进后的系统在电网阻抗宽变化范围时仍能够稳定运行。最后,仿真与半实物实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

一类区间不确定时滞系统超前/滞后补偿器设计

针对一类具有全极点的区间不确定时滞系统,给出了相位超前/滞后补偿器的一种图解鲁棒设计方法.对滞后因子采用一阶Pade近似,应用广义Kharitonov定理,证明了图解法设计出的相位超前/滞后补偿器可以镇定区间不确定近似系统.通过仿真验证了该补偿器亦可镇定原区间不确定时滞系统,并保持良好的系统性能.该种图解设计方法选择参数灵活,便于实际应用.

主动共振式消声器的性能优化研究

以一种基于弹簧-质量系统的主动共振式消声器为研究对象,通过引入相位滞后补偿环节实现控制回路的改进,根据给定消声性能指标确定补偿环节参数并编写了用于确定参数的程序。以方形截面管道模型为例,在将系统的自激啸叫限制在6 dB前提下,利用上述方法对控制回路进行改进后,理论上至少可以使管道下游30~1000 Hz频段的平均消声量由1.7 dB增至3.0 dB,这表明,只需在回路中添加一个低阶滤波器即可改善系统消声性能。