三相PWM整流器中灾难性分岔分析

该文研究了三相PWM整流器由于电路参数的非理想因素而引起的灾难性(catastrophic)分岔。利用状态空间平均模型研究了闭环系统的稳定性,得到了系统状态空间平均模型雅克比(Jacobian)矩阵的特征根轨迹,据此确定了系统的边界,结果表明,交流侧等效串联电阻是影响系统灾难性分岔的一个本质参数。通过分析状态空间平均模型的平衡点,得到一个参数含有交流侧等效串联电阻的一元二次方程,该方程Δ=0所确定的边界,恰好与状态空间平均模型得到的边界相吻合,但据此确定的关于系统稳定边界的表达式更能反映系统运行的物理机理和本质特性。比较了利用数值仿真、状态空间平均模型、系统功率方程和系统的平衡点4种不同方法分析系统稳定性的优缺点,并提出了一种避免灾难性分岔发生的控制措施。最后,通过数值仿真和电路实验验证了分析结果的正确性。

基于开关周期平均模型的PWM变流器的改进型SVPWM控制

建立了PWM变流器在整流状态和逆变状态下的平均空间状态数学模型,以及在同步旋转坐标下的数学模型;给出了改进型SVPWM控制策略的实现原理,相比较于传统SVPWM控制策略,改进型SVPWM控制策略可以减小开关损耗,提高系统效率。最后给出了系统在仿真软件中实现的波形。可以看出,本文给出的数学模型和SVPWM控制策略是正确的,而且对其它与此相关的主电路拓扑结构也有一定的参考价值。

广义状态空间平均法用于PWM整流器的建模

针对常用的建模方法应用于电力电子变换器系统建模仿真的不足之处,首先介绍了基于Fourier变换的广义状态空间平均法(Generalized State Space Averaging)的基本原理;然后,以三相PWM整流器为例,在其时域开关模型的基础上给出了PWM整流器广义状态空间平均模型的详细推导过程,仿真结果验证了所建立模型的正确性和有效性。

一类新型 PWM 可逆整流器

针对传统的桥式ＰＷＭ可逆整流器直流侧工作电压要求较高的限制，提出一种新型ＰＷＭ可逆整流器拓扑，运用状态空间平均法进行了建模和稳态理论分析，并给出该变流器的参数选择方法。ＭＡＴＬＡＢ数值仿真与样机实验结果证实了该拓扑、模型及理论的正确性。

基于双环控制的单相电压型PWM逆变器建模与仿真

研究了基于双环控制的单相电压型PWM逆变器在Matlab/Simulink下的建模与仿真。基于状态空间平均法建立了单相电压型PWM逆变器的数学模型,提出了电压电流双环控制策略,构建了10 kVA单相电压型PWM逆变器的Simulink模型,并进行了特性仿真。仿真结果表明,在不同运行条件下,基于该控制策略的逆变器动态响应快,鲁棒性强,输出电压总谐波畸变率低。

基于双环控制的单相电压型PWM逆变器建模与仿真

本文研究了基于双环控制的单相电压型PWM逆变器在Matlab/Simulink下的建模与仿真。基于状态空间平均法建立了单相电压型PWM逆变器的数学模型,提出了电压电流双环控制策略,构建了10kVA单相电压型PWM逆变器的Simulink模型,并进行了特性仿真。仿真结果表明,在不同运行条件下,基于该控制策略的逆变器动态响应快,鲁棒性强,输出电压总谐波畸变率低。

单相PWM整流器的一种建模方法

采用广义状态平均建模技术,在单相PWM整流器状态空间(SS)模型的基础上建立了广义状态空间平均(GSSA)模型。该模型可以简化系统控制,同时通过GSSA模型把对于SS模型来说是非标准的控制问题转换为一个标准的控制问题。另外,在GSSA模型基础上,可采用无源控制和鲁棒控制等控制策略对系统实施控制。

PWM控制节能式电火花线切割脉冲电源补偿网络设计

PWM控制节能式电火花线切割脉冲电源主电路是一个电流闭环控制系统,放电电流的动态特性是影响电火花线切割加工工艺性能的重要因素。在分析PWM控制节能式脉冲电源的放电电流闭环控制子电路的基础上,利用状态空间平均法建立了脉冲电源系统的开环传递函数。通过对脉冲电源系统开环传递函数的分析,对脉冲电源电流采样电路补偿网络进行了优化设计,从而改善了脉冲电源放电电流的动态特性,满足了设计需要。

基于广义状态空间建模的串联谐振DC/DC变换器主动软开关控制策略

基于广义状态空间平均法,利用脉冲频率调制-脉冲宽度调制(pulse frequency modulation-pulse width modulation,PFM+PWM)调制提供的双自由度提出一种可以同时调节输出电压以及实现开关器件主动软开关的控制策略,可以根据器件主体损耗情况“主动”切换软开关模式,兼顾整体效率提升与负载调节范围的扩展。分析全桥型串联谐振直流变换器工作频率高于谐振频率时的3种运行模式,并通过谐振腔参数设计避免特殊断续电流模式的发生;通过广义状态空间平均法建立包含调制环节在内的系统基波截断小信号模型,其数值扫频结果与物理模型展现出极高的精确度,并能精确反映拍频极点;定义反映多输入多输出系统能控程度的灵敏度矩阵,依据此设计实现输出电压调节及主动软开关的双链路线性控制策略。MATLAB/Simulink仿真及样机实验验证表明,所提控制相比传统脉冲频率调制具备更高的整体效率以及更宽的负载调节范围。

十二相同步发电机降阶等效模型研究

十二相同步发电机整流系统能够提供高品质直流电能,但是发电机模型复杂,解析分析困难。为此,推导了十二相整流发电机的等效三相降阶模型和状态空间平均模型,简化了模型复杂程度,提高了仿真计算效率。等效三相发电机模型能够同时适用于大、小扰动,经突加突卸负载、调整励磁电压以及突然短路验证,能够正确反应十二相电机运行特性。状态空间平均模型在小扰动时能够准确模拟十二相电机计算结果,进一步提高计算效率,并为整流发电机系统的理论分析奠定了基础。最后,在PSCAD中建立了十二相电机的三相等效模型和平均模型,通过对其进行大、小扰动仿真对比,验证了降阶后模型的正确性。

三相四线制二极管整流桥的动态平均值模型

根据三相四线制发电机整流桥系统的等效电路,应用状态空间平均法推导了四线制二极管整流桥在连续导通模式下的动态平均值模型,给出了换相角的解析表达式。分别应用整流桥的开关模型在Matlab/Simulink软件环境中对平均值模型进行了仿真验证,并应用发电机三相四线制二极管整流桥负载系统对平均值模型进行了实验验证。仿真与实验结果表明,文中的平均值模型能够描述整流桥的主要稳态和瞬态特征,相应直流电压的误差较小,从而验证了模型的有效性。文中给出的平均值模型可以用于此类发电机(变压器)整流桥系统的建模、阻抗特性分析及小扰动下稳定性分析。

开关变换器两端口网络建模、分析及设计

本文基于状态空间平均法,系统地给出开关变换器低频小信号传递函数推导算法。同时借助PWM开关模型,建立开关变换器平均模型。并根据小信号频域特性测试原理,给出一种借助电路仿真软件时域数值仿真数据作傅里叶分析,进而获得到低频小信号传递函数幅频相频曲线的建模方法。最后应用Agilent网络分析仪4395A在一台电压控制型Buck变换器原理样机上完成频域环路增益传函测试,验证了以上三种方法的正确性与一致性,并指出该方法可以推广至实际频域小信号传函测试较困难的场合,甚至是尚无精确模型的电路拓扑场合,供评估系统稳定性及动态性能使用。

直流微电网电压平衡器的控制策略

提出了一种适用于直流微电网负荷不平衡的电压平衡器控制方法,为直流微电网系统用户端提供稳定可靠的直流供电。根据电压平衡器主电路拓扑结构,通过状态空间平均法对其建立小信号模型,在电路模型分析的基础上引入PWM控制技术,采用PI环节实现输出电压的平衡控制,保证平衡器输出端的稳定,抑制负荷扰动对直流输出电压的影响。利用MATLAB仿真软件搭建了15kW的实验样机,并在负荷变动的情况下对电压平衡器进行仿真验证。仿真结果表明了理论的正确性及所提出控制策略的有效性。

带有Duck变换器并具CVT功能的光伏系统稳定性分析

利用状态空间平均模型推导了带有Duck变换器并具有定电压跟踪功能(CVT)的光伏系统模型,求出了该系统的闭环传递函数,应用罗斯判据确定了控制器参数的范圈。最后对直流和交流光伏水泵进行校正,证明该方法具有良好的应用效果。

大功率激光器驱动电源的闭环控制与补偿

利用状态空间平均法为大功率激光器恒流驱动电源的移相全桥倍流整流电路建立了等效的小信号模型,在此基础上研究了其闭环控制系统,并使用集成控制芯片UCC28950设计了为实际生产所需要的控制电路。应用自动控制原理和Matlab工具设计了闭环系统的补偿网络,使得该恒流电源具有良好的瞬时动态特性和抗干扰性。

基于状态空间平均法的伺服控制系统设计与仿真

以状态空间平均法建立了光电经纬仪伺服控制系统PWM控制电动机的双极性模型,并以全桥主电路为实现对象,控制系统采用输出角速度和位置信号为反馈信号,前馈控制和PID控制相结合的控制算法;理论分析和仿真结果说明对斜坡输入和阶跃干扰的稳态误差为零。