基于双脉宽调制变换器和电压滞环控制的电能质量信号发生装置

介绍了基于双脉宽调制(PWM)变换器的电能质量信号发生装置的结构及其工作原理;该装置采用控制简单、易于实现、鲁棒性强的电压滞环控制方式产生输出电压信号;对于存在电压突变的信号,通过引入微分负反馈来增强控制系统的快速性和稳定性,并抑制输出电压的超调量;建立了由交流接触器作为被测试设备的测试系统。仿真结果表明,该电能质量信号发生装置具有良好的动态性能和较高的控制精度,能够产生各种电能质量信号波形;可与其他设备共同构成电能质量测试系统。

双馈风力发电中网侧脉宽调制变换器的控制策略

推导双馈风力发电系统中网侧脉宽调制(PWM)变换器的简化模型,在此基础上分析其运行特性,设计网侧PWM变换器的控制方案,在MATLAB/Simulink仿真软件平台下搭建双馈风力发电系统网侧变换器的仿真模型,并对交流侧电感的选取作出分析,建立了基于英飞凌XC2785X单片机的试验平台,仿真与试验结果验证了方案的可行性和正确性。

双脉宽调制变换器励磁的变速恒频风电系统

采用双脉宽调制(PWM)变换器作为双馈感应发电机(DFIG)变速恒频风力发电系统的励磁电源,分析了变换器数学模型及系统的控制策略。网侧变换器采用电网电压定向控制策略,目的是保持直流母线电压稳定和网侧单位功率因数运行,实现能量的双向流动;转子侧变换器采用定子磁链定向控制策略,以实现最大风能捕获和定子无功功率的调节。利用MATLAB软件建立了仿真模型。仿真结果表明,网侧在整流和逆变状态都能实现单位功率因数运行;双馈电机转速能快速跟踪风速变化;电机在亚同步、同步、超同步三种状态运行时,转子电流频率满足变速恒频运行条件;同时实现了定子无功功率的独立调节。

脉宽调制DC/DC全桥变换器软开关技术的研究

采用软开关技术可以有效克服功率变换器的开关损耗。介绍了软开关脉宽调制DC/DC全桥变换器的实现原理,给出了多种零电压开关(ZVS)和零电压零电流开关(ZVZCS)变换器的电路拓扑,分析了它们的性能特点和结构优缺点,指出了零电压零电流开关脉宽调制DC/DC全桥变换器在中、大功率场合会有很好的应用前景。

三相脉宽调制功率变换器中电流滞环控制方法的研究

在变频调速系统或三相脉宽调制(PWM)功率变换器等高性能工业场合,电流控制方法对整个系统性能至关重要。在动态性能要求很高的场合,电流滞环控制是最常用的一种方法。对目前常用的定环宽、基于矢量调制、自适应环宽和正弦环宽的几种滞环控制方法进行了比较分析。比较的指标除了常用的平均开关频率、电流频谱和总谐波失真(THD)外,平均开关频率和THD的乘积也作为一个重要比较指标,总结了各种方法的主要优缺点。

容错型三相并网变换器线性调制函数分析

分析故障后不同电压矢量调制算法,并指出各种矢量调制算法之间的本质区别。利用几何相似原理,计算各个扇区零矢量作用时间。推导中性点电压数学表达式,电容中性点电压波动是呈电网频率波动;中性点电压偏置是由畸变电流或电容初始电压不均衡造成的。进一步分析中性点电压不平衡对系统线性调制的影响。分析发现,传统调制度M无法评估故障后变换器的调制性能,变换器并网电流存在低次谐波及三相不平衡电流。为此,定义新的线性调制函数,该函数可准确描述线性调制与电压偏置和负载电流之间的数学关系。利用该函数可进一步计算线性调制所需直流电压。实验结果证实,所提线性调制函数能确保容错运行的变换器完全运行于线性调制区域,大大降低并网电流中的低次谐波电流及不平衡电流,避免发生二次故障。

比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点

比例—谐振(PR)控制器由于具有正、负序"双向谐振"的特性,且无需复杂的旋转坐标变换,在脉宽调制(PWM)变换器控制中具有广泛应用。从工程应用角度出发,系统讨论了PR控制器应用中需注意的3个关键问题:控制器的参数设计与稳定性分析,数字控制实现中的延时影响和相位补偿,以及频率自适应PR控制器的结构与离散化实现。仿真和实验结果验证了所述参数设计方法的合理性、数字延时补偿的有效性以及频率自适应比例—谐振控制器对频率变化的适应能力。

无刷双馈发电机双向变换器内模—前馈复合控制方案

双向变换器具有功率双向流动、功率因数可调等优点,常作为双馈型风力发电机的励磁系统,当机侧的工作状况突变时,会引起直流侧电压较大的波动。为在稳定直流母线电压的前提下减少交—直—交变换器中电容容量,提出了内模解耦控制和负载功率前馈控制的复合控制方案,使前馈补偿量能抵消负载干扰量。分析和比较了小信号模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无刷双馈发电机的仿真系统,仿真分析结果表明复合控制策略快速地实现了直流电压的稳定,极大改善了直流母线电压的控制效果,验证了控制方案的有效性和可行性。

基于双PWM变换器的开关磁阻风力发电系统研究

为实现开关磁阻(SRG)风力发电系统中能量在电网与电机之间的双向流动,提出了一种基于双脉宽调制(PWM)变换器的控制方案。机侧变换器进行矢量控制,调节定子有功、无功功率;网侧变换器控制直流母线电压的稳定,调节网侧功率因数。分析了双PWM变换器的数学模型,并在其d-q轴数学模型的基础上研究了网侧变换器的控制策略,讨论了通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制的方法,并利用空间矢量调制方式(SVPWM)对网侧变换器进行控制。基于上述方案建立了SRG系统仿真模型,仿真结果表明,基于电网电压定向的双PWM变换器矢量控制策略能使SRG系统得到快速动态响应并实现高功率因数输出,从而满足变速恒频(VSCF)发电系统的要求。

基于模糊神经网络的变换器自适应控制方法

提出了一种新型的基于模糊神经网络自适应PI调节电流控制电压型PWM变换器方法。结合了模糊神经网络控制与PI控制器,根据三相电流比较产生的三相电流误差和电流误差变化率,自动调整P、I参数,提高了电流的控制精度和变换器的动态性能。采用MATLAB/Simulink对常规PI控制器和模糊神经网络自适应PI控制器进行了仿真对比。仿真结果表明了采用模糊神经网络自适应PI控制器,其系统输出的误差及误差变化要小,系统的跟踪精度得以提高,动态性能得到改善。

三相电压型PWM变换器无电压传感器和不平衡输入的控制策略

针对三相电压型脉宽调制(PWM)变换器在无电网电压传感器和不平衡电网电压状况下的运行,研究了其控制策略。通过构建虚拟磁链作为PWM变换器的同步信号源实现了无电压传感器运行。通过正、负序分量分离方法,减少由输入相电压中的奇次谐波引起的直流母线电压上的偶次谐波含量,实现了PWM变换器在电网电压不平衡状况下的运行。然后通过Matlab/Simulink进行仿真和正确性验证。最后,搭建了实验平台,实现了三相电压型PWM变换器的整流与逆变工作状态。研究结果表明,该控制策略具有良好的动态响应。

三电平双PWM变换器电容电压平衡综合控制

针对三电平双PWM变换器电容中点电压平衡控制问题,提出一种网侧和电机侧电容中点电压平衡综合控制策略。该算法首先在每个开关周期对网侧和电机侧的三相电流和直流侧电容电压进行采样和预测,通过查表得到参考矢量所在扇区的中点平均电流计算式,进而给出一个能够表征电容中点电压预期控制指标的品质函数g。通过递推运算使g函数取最小值,从而获得下一个调制周期最佳中点电压控制的冗余矢量时间分配因子λ。仿真和实验结果表明,相比于常规单独网侧的中点电压控制算法,该算法具有较好的动态响应性能,能够使直流侧电容中点电压波动大大减小。

一种无延时单相并网变换器dq电流解耦控制方法

以单相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器作为研究对象,以改善电流控制器的动态性能为目的,提出一种无延时控制方法。单相变换器传统矢量控制方法需要虚构正交电流分量,但传统正交信号发生器(orthogonal signal generator,OSG)在虚构出与单相电网电流正交的物理量时存在一定的延时,从而会恶化电流控制器的动态性能。针对虚构电流引起的延时问题,提出了一种无延时单相并网变换器电流控制方法。首先,建立了单相PWM变换器在dq旋转坐标系下的数学模型。其次,针对矢量控制在单相系统无法直接实现的问题,介绍了几种传统的OSG算法的原理。然后,提出一种无延时正交电流虚构算法,并给出了无延时正交电流虚构算法实现框图。最后,对所提的算法与传统的OSG算法进行仿真和实验对比分析,仿真和实验结果均验证了所提算法的有效性和可行性。

一种新型控制的ZCT-PWM变换器的分析、设计与实现

详细分析并实现了一种新型的ZCT-PWMBuck变换器,该变换器的主管和辅管均可实现零电压/零电流开关,并且电路可工作在较宽的负载范围内。试验结果证实了理论分析和设计的正确性与可行性。

可逆三相变换器电压外环双模糊PI控制器研究

首先分析了电机驱动器电源前端可逆三相脉宽调制(PWM)变换器的双闭环控制策略,然后针对可逆三相PWM变换器的宽交流侧、宽直流侧电压工况,提出一种以交流侧电压、直流侧给定电压变化量为子模糊控制器输入量的双模糊比例积分(PI)控制方法,设计了子模糊控制器和主模糊控制器的论域并通过加权平均法解模糊实现了PI参数的自适应调整。最后将其应用到驱动器电源前端并通过驱动器电源带电机负载进行实验,实验结果表明电压外环所采用的双模糊PI控制算法能在宽交流侧、宽直流侧电压范围下获得优良的动、静态性能,从而验证了所研究的理论和设计方法的正确性。

非恒定电压输入情况下的改进型Buck ZCT PWM直流变换器的分析与仿真

本文以改进型Buck ZCT PWM电路为研究对象,对其十种工作模式进行了分析,研究了输入电压幅值的变化对其软开关条件的影响,并进行了仿真,并对不同输入电压输出电流情况下的仿真结果的对比分析。结果表明:该电路可以在较宽的电压输入,较宽的电流输出的情况下,实现对主管和辅管的软开关。

永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略

永磁直驱风力发电系统中可采用全功率双脉宽调制(PWM)变换器作为永磁同步发电机(PMSG)的并网电路,当风速变化时,双PWM变换器的直流链电压会随着PMSG输出功率的改变而出现大幅度波动,这将不利于变换器功率器件的安全运行及整个发电系统的稳定运行。结合永磁直驱同步风力发电系统的运行特点,提出一种适用于永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略。系统仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的正确性,该方案可显著提高风速变化时双PWM变换器的直流链电压的稳定性,有助于提高发电系统的安全稳定运行能力。

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVS PWM TL 变换器),该变换器是将传统的 ZVSPWM TL 变换器的变压器和谐振电感位置互换,使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次,同时零状态谐振电感电流较小,有利于提高变换器的效率,占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化,一般在变换器中加入隔直电容,该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响,确定一种最佳方案,并通过实验验证理论分析的正确性。

电动汽车用全数字双向DC/DC变换器的实现

以电动汽车的研究为背景,采用双向半桥变换器为拓扑结构,详尽阐述了双向半桥变换器的工作原理,给出了参数设计和效率分析方法,并设计了一套基于DSP的全数字双向DC/DC变换器控制系统。采用TMS320LF2407为控制核心,研制了一台功率为3kW的双向DC/DC变换装置。实验结果证明,系统性能良好,可有效运用于电动汽车领域。

滑模控制Buck三电平变换器

滑模控制具有鲁棒性强、动态品质好等优点,本文尝试将滑模控制引入三电平变换器。以Buck三电平变换器为例,给出了滑模控制的分析和设计方法,包括滑模面的选取、等效控制、稳定性和存在性证明,最后进行了实验验证,将滑模控制Buck三电平变换器与传统PWM控制Buck三电平变换器进行了分析和比较。研究结果表明,相对于PWM控制的Buck三电平变换器,滑模控制Buck三电平变换器的鲁棒性和动态品质得到较大提高。