阻抗不匹配引起的逆变器-IPMSM系统直流侧振荡抑制方法对比

随着逆变器-内置式永磁同步电机(IPMS M)系统输出功率的增加,其输入阻抗与直流供电端LC滤波环节输出阻抗不再匹配,引发逆变器直流侧电压、电流振荡。针对IPMSM,推导了逆变器-电机系统采样双电流调节器控制时的输入导纳模型,用于系统稳定性分析。参考异步电机系统振荡抑制方法,根据IPMSM转矩公式,提出直轴电流补偿法和直轴电压补偿法两种振荡抑制办法。结合交轴电流补偿法、交轴电压补偿法思想,推导了分别加入四种振荡抑制方法后的逆变器-IPMSM系统输入阻抗,采用奈奎斯特判据,分析各振荡抑制方法的有效性。依据电机模型与控制系统模型,分析不同方法的优劣,提出电压补偿法优于电流补偿法、交轴补偿法优于直轴补偿法的观点。通过实验验证了各振荡抑制方法的有效性和交轴电压补偿法的优势。

基于牵引PMSM的地铁直流侧振荡抑制策略探讨

在地铁永磁牵引系统中,逆变器直流侧的负阻抗特性降低了系统阻尼,导致牵引逆变器直流侧易发生电压振荡,从而影响牵引系统的稳定性。为此,建立地铁牵引逆变器直流侧数学模型及小信号模型,得到了直流侧系统的稳定条件,进而提出基于q轴电流补偿的直流侧电压振荡抑制策略,并应用于系列化标准地铁牵引永磁同步电机(PMSM)的控制系统中。通过MATLAB/Simulink仿真及在中车大连电力牵引研发中心有限公司试验中心进行试验,表明基于q轴电流补偿的直流侧电压振荡抑制策略应用在牵引永磁同步电机控制系统中具有较好的性能,牵引变流器直流侧电压振荡得到有效抑制,直流侧电压、d轴电流和q轴电流变化平稳。

一种抑制地铁列车牵引系统直流侧振荡的控制方法

为解决地铁列车牵引系统的直流侧振荡严重影响列车牵引性能的问题,文章以列车牵引系统的直流侧为研究对象,用可变功率负载等效牵引变流器和电机,建立了直流侧的非线性二阶系统模型。在分析该系统的平衡工作点后,用小信号分析法得到并分析了等效线性二阶系统,指出负载功率的增大是导致系统不稳定的原因,进而提出了状态反馈的控制方案,并通过根轨迹分析给出了能充分保证直流电压稳定的反馈增益的调整方法。最后,通过纯数字和半实物仿真验证了所提方法的正确性和有效性。

基于虚拟正阻抗的地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制策略

稳定运行是高性能地铁牵引传动系统的重要保障,而在实际运行过程中,直流侧振荡在地铁牵引传动系统中时有发生,严重影响地铁牵引传动系统性能稳定性。对此,文章提出一种基于虚拟正阻抗的主动阻尼策略用于实现直流侧振荡抑制。其首先利用直流侧电压和低通滤波器获得直流侧电压扰动分量;然后将所得到的直流侧电压扰动分量反馈到控制系统中,实现负阻抗特性补偿,进一步有效抑制直流侧振荡。仿真和实验结果表明,当电机运行在额定负载工况时,采用文中所提策略可有效抑制地铁牵引传动系统直流侧LC谐振振荡。

基于最优环流的MMC直流侧功率稳定控制策略研究

在基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)中,交流侧网压不平衡会引起MMC直流侧功率振荡,不利于系统的稳定运行,为此,提出一种基于最优环流的直流侧功率稳定控制策略。首先,依据拉格朗日乘数法,以环流为变量,建立起以桥臂能量和直流侧功率为硬性约束条件的拉格朗日方程;其次,通过求解该方程,直接在abc坐标系下得到能够抑制直流侧功率振荡和降低环流波动的最优环流参考值;最后,通过MATLAB/Simulink平台搭建37电平MMC-HVDC仿真模型。研究结果表明:该控制策略充分利用了MMC自身的能量缓冲能力,实现了直流侧功率的稳定控制,且不受交流侧控制目标(抑制负序电流、抑制有功波动和抑制无功波动)的影响;仿真结果验证了理论分析和所提出的控制策略的有效性。

提高VSC-HVDC双向潮流工作模式下稳定性的虚拟电阻控制方法

在交流电网互联的双端柔直中,通常采用一个换流站定直压控制另一个换流站定有功功率控制的控制方式。在这种控制策略下,从定直压站传向定有功功率站的系统稳定传输功率要低于从定有功功率站传向定直压控制站的功率。为了提高从定直压站到定有功功率站的传输功率,提出了一种改进的虚拟电阻控制策略。基于所提方法,建立了包括定直压站输出阻抗模型和结合线路阻抗及有功功率站的输入阻抗模型,并采用奈奎斯特稳定判据分析了含改进虚拟电阻控制器的系统稳定性。证明该策略可以通过改变定直压站的直流侧输出阻抗来提高系统的传输容量。仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真同时证明了所提策略的动态性能优于传统的PI双闭环控制策略。