三相电压型脉冲宽度调制整流器的状态反馈线性化控制系统设计

建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型,通过非线性输入变换和引入交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;由此提出了一种电流内环基于状态反馈解耦、电压平方外环基于功率平衡理论的双闭环矢量控制策略,并进行了Matlab/Simulink仿真验证。最后,对基于6MBP20RH060和TMS320F2812设计制作的样机进行了试验,达到了较好的效果。

基于调制电压椭圆轨迹优化的单相脉冲整流器模型预测电流控制

该文首先建立单相两电平脉冲宽度调制整流器数学模型,分析传统基于比例积分（proportional-integral,PI）控制器直接电流控制（direct current control,DCC）的工作原理,揭示其调制电压矢量端点在dq坐标系下的椭圆轨迹,在此基础上,提出一种基于调制电压椭圆轨迹优化的模型预测电流控制（model predictive current control,MPCC）算法。与传统基于PI控制器DCC算法相比,该算法利用评价函数预测最优椭圆半径,提高了内环动态响应速度及控制精度。然后,定量分析电感参数不匹配时预测电流与其参考值之间的关系,给出一种电感参数在线识别算法。最后,对传统有限集模型预测电流控制、基于PI控制器DCC和所提MPCC算法分别进行实验对比研究。实验对比分析结果证明了所提算法的正确性与有效性。

飞跨电容型多电平整流器载波重构调制策略

针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还具备载波移相调制策略的飞跨电容电压自平衡特性。仿真与实验结果验证了所提调制策略的有效性。

双闭环控制的三相电压型PWM整流器的研究

针对传统的不控整流电路中网侧电流谐波很大、晶闸管相控整流电路中深控时网侧功率因数低和闭环控制时动态响应慢等问题,设计出一种引入脉冲宽度调制技术的三相电压型整流器。在完成三相电压型整流器的电压外环电流内环的双闭环控制系统设计的基础上,对其进行了仿真实验。仿真结果表明,与不控或相控整流电路相比,该三相电压型PWM整流电路中,不仅输入电流的谐波大大减小,电能可双向流动,能够实现整流和逆变状态下的单位功率因数运行,还可较好地抑制负载突变时直流侧电压的波动,从而显著提高系统的抗扰能力,真正实现绿色环保和高效节能的高度结合。

新型脉冲宽度调制整流器控制策略的研究

为减少开关损耗和提高系统动态性能,提出了一种新的脉冲宽度调制整流器的控制策略,将滞环空间矢量法、功率器件最小切换原则与负载电流矢量前馈控制方法相结合,使系统在保证动态性能的情况下减少了功率器件的开关频率,又使系统对PI参数的依赖性大大降低,且能克服网侧电压的畸变与不平衡。利用Matlab/Simulink仿真验证,方案的可行性。结果证明,该方法确实能获得期望的性能。

单相电压型脉冲整流器中二次谐振电路的研究

从单相电压型脉冲整流器工作原理的介绍着手,分析了脉冲整流器输出存在的二次谐波电流现象,提出了二次谐振电路的设计方法,并对二次谐振电路及参数偏移时对系统产生的影响进行了详细分析,最后采用仿真与试验对分析结果进行了验证。

三相电压型PWM整流器空间矢量脉宽调制研究

在分析电压空间矢量脉宽调制SVPWM基本原理的基础上 ,研究了一种新的算法。仿真结果表明 ,基于此算法的三相电压型PWM整流器性能优良。

三相电压型脉宽调制整流器在轻工机械中的应用

在分析三相电压型整流器的拓扑模型基础上,使用功能强大的Matlab/Simulink软件进行仿真。对一种广泛应用的控制策略——电压矢量控制(VOC),在Simulink环境下进行仿真分析。并在DSP2407的硬件平台上,搭建样机,编写程序,实现该控制策略。

高功率因数三相脉冲宽度调制整流器的研制

三相整流器可以实现单位功率因数运行和低谐波含量,可以有效减少电力电子设备对电网的干扰,而且有利于大功率场合应用。以TMS320F2812为控制芯片,介绍了一款14 kW三相电压型脉冲宽度调制整流器的研制,并给出试验结果。

三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略研究

针对传统的三相电压型PWM整流器直接功率控制存在无功功率失控区和直流侧输出电压波动大等缺点,提出了一种双开关表控制的直接功率控制策略。根据各个扇区内不同开关矢量对有功功率与无功功率作用的大小,设计了快速、慢速两种开关表。有功功率滞环比较器采用三电平控制,系统根据当前滞环输出结果和控制幅度的值选择快速或慢速开关表,产生开关信号驱动主开关进行直接功率控制。仿真和实验结果表明双开关表直接功率控制策略消除了无功功率的失控区,改善了系统的动态特性。

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。

风电机组并网脉冲宽度调制整流器的算法

采用合适的脉冲宽度调制(PWM)整流器算法解决风电机组并网产生冲击的问题被广泛关注,研究了采用直流电压反馈控制和滞环电流控制相结合的算法实现的三相平衡可逆式PWM整流器,可实现风电机组输出功率的稳定。介绍了该算法中各单元的数学模型,以及已用于风力发电试验台进行仿真和实测的情况。实测结果验证了该算法的正确性。

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%。

电压型PWM整流器直接功率控制系统

根据三相电压型PWM整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型,建立整流器功率控制数学模型。根据功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制(DPC)系统的特点,提出新的电压型PWM整流器直接功率控制系统的主电路交流侧滤波电感值、直流侧电压和直流侧电容值设计方法。根据整流器的数学模型,得到整流器DPC控制系统结构和控制器设计方法。同时,讨论了桥路损失和直流侧电容器的等效串联电阻(ESR)对整流器的影响。计算机仿真和实验表明,提出设计方法是可行的,具有应用参考价值。

电流型PWM整流器低电压应力空间矢量PWM(SVPWM)研究

为了有效降低三相电流型PWM整流器(CSR)功率管的电压应力,提高CSR运行可靠性,在详细分析了三相CSR功率管换相过程基础上,提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序,使原本不处于自然换相的功率管处于自然换相状态,从而降低了三相CSR功率管的电压应力。另外,由于采用了SVPWM控制,使得三相CSR具有电流利用率高、开关损耗小、动态响应快等优点。因此,新方案特别适合于大功率三相CSR变流系统的设计。理论分析和试验结果证明了方案的正确性。

电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

对电压型PWM整流器进行了数学建模,然后在两相静止坐标系下建立了预测功率模型,在此基础上提出了优化的模型预测直接功率控制(model predictive direct power control,MPDPC)策略。该方法用电网电压矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制电压矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制。同时针对实际系统中的一步延迟设计了延时补偿方案。此外,在系统中引入重复控制对每个采样周期系统的有功、无功功率进行优化。仿真和实验验证了表明所提出的方法的可行性。

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究(英文)

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流。考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型。由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形。提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程。在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型。仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值。

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。

单相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

文章在分析稳态条件下单相电压型PWM整流器(VSR)交流侧矢量关系的基础上,提出了一种基于矢量关系的单相VSR4象限运行时的交流侧电感参数的设计方案,给出了忽略交流侧电阻且只考虑基波分量时交流侧电感的计算公式,并论证了交流侧电阻对电感参数取值的影响可以忽略。仿真结果验证了设计方案的正确性。

空间矢量简化算法在三相PWM电压型整流器中的应用

为了避免常规空间矢量控制方法复杂的反正切函数、正弦函数和平方根运算,提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法.该方法根据两相笛卡儿坐标系上的电压空间矢量,直接确定电压空间矢量所在扇区,从而计算出当前的开关状态及控制占空比.避免了传统控制策略中关于反正切正弦查表等繁杂工作,简化了运算过程.此外推导出了适用于此三相整流系统的建模和控制环设计.通过实验验证了此简化算法和控制环设计的有效性.将此简化算法应用于三相PWM整流电路,得到对称连续正弦的输入电流实验波形,实现了单位功率因数整流.