三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。

背靠背双PWM变流器的协调控制策略

以背靠背双脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变流器为研究对象,首先建立了其动态数学模型,接着从实现其多种控制功能的角度出发,设计了其构成电压源型变流器(voltage source converter,VSC)的双闭环控制器结构,并基于所建立电压源型变流器的d-q同步旋转坐标数学模型,研究了双闭环控制中用于实现VSC输出电流解耦控制的内环控制策略,以及用于实现VSC直流电压恒定、交流电压跟踪和功率四象限动态调节的多种外环控制策略。最后通过数字仿真,不仅考察了双PWM变流器中2个VSC实现不同外环控制策略的动态协调响应特性,而且仿真结果同时验证了所研究控制策略的可行性。

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。

基于新型电压电流双闭环控制的轴带发电机PWM整流器研究

为改善船舶轴带发电机的工况性能,通常采用电压型PWM整流器来对发电机进行可控整流。针对轴带发电机整流系统,由于功率不易测量而不宜采用直接功率控制,而采用直接电流控制动态性能又不是很理想。为此,本文在传统的直接电压电流双闭环控制模型的基础上,提出了采用电压电流平方双闭环控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗负载扰动能力;该控制方案还具有所需传感器数量较少、数字化实现相对简单等优点。最后,通过仿真和搭建实验平台验证了该控制模型的正确性和该控制方案的可行性。

能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压、电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变。实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。

基于双PWM变换器的能馈型交流电子负载研究

为了替代传统负载和能耗型电子负载,研究一种基于双PWM变换器的能量回馈型交流电子负载。主电路采用双PWM变换器构成背靠背系统的拓扑结构,负载模拟变换器采用滞环的电流单闭环控制策略,并网变换器采用直流电压外环和电网侧交流电流内环的双环闭控制策略。通过Matlab/Simulink仿真试验,证明了该方案可以实现对负载模拟侧电流精确控制,模拟所需负载特性的功能,同时将测试电能回馈电网,并网逆变侧功率因数接近于1。仿真结果表明该方案可行且有效。

UPS前置四桥臂PWM整流器控制策略

分析了无变压器的双变换式UPS的功率流动。根据瞬时功率理论,当UPS带不平衡负载时,逆变器需要提供平均功率和二次脉动功率。为了保证功率平衡,由整流器提供平均功率,而母线电容提供二次脉动功率。而由此产生的母线电压脉动会使得整流器三相输入电流耦合低次谐波。本文提出了一种滑动平均的算法来滤除母线电压反馈中的二次脉动分量,使得整流器能有效的提供平均功率。并针对UPS中前置四桥臂PWM整流器提出了一种基于abc坐标系下的双环控制策略。该方法可以有效抑制公共桥臂上的电流对整流器的影响,在电网某一相故障时,其余两相也能继续正常工作。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。

基于电流预测控制的三相PWM整流器研究

为了解决传统的基于dq变换的电流内环控制器应用在三相电压型PWM整流器时,动态响应慢及直流电压波动较大的问题,提出了一种电流预测的控制策略。本文首先建立了三相电压型PWM整流器的离散化数学模型,并在此基础上推导出电流预测控制方程。其次,设计了系统电流内环、电压外环的双闭环控制器,搭建了三相电压型PWM整流器Matlab/Simulink仿真模型。最后,实验验证了所提电流预测控制在稳定直流电压、控制交流电流等方面具有良好的稳态和动态特性。该控制方法简单、易于实现,具有一定的实用价值。

单相PWM整流器电流解耦双闭环控制方法研究

针对单相两电平PWM整流器,在分析其工作原理的基础上,通过坐标变换建立了旋转坐标系下的数学模型,提出了一种基于电流解耦的双闭环控制策略,并在Matlab/Simulink软件平台上搭建了系统的仿真模型。仿真结果表明:在不同的运行条件下,单相PWM整流器能够实现直流母线电压恒定和近似单位功率因数运行,且具有良好的静态特性和动态响应性能,从而验证了该控制方法的正确性与可行性。

基于80C196KC的直流电机PWM调速控制器的设计与应用

介绍一种采用Intel高性能 16位单片机80C196KC ,结合模拟的电机速度及电枢电流检测器件设计的直流电机PWM调速控制器。经现场应用证实 ,该系统结构简单 ,调速性能可靠 ,易于维护 ,易于改变算法 。

基于动态扇区双开关表的PWM整流器直接功率控制系统

传统PWM整流器的直接功率控制(DPC)系统中,在靠近基本电压矢量的位置,出现功率调节失控,导致网侧电流谐波含量较大。在PWM整流器功率数学模型的基础上,分析了电压矢量对有功功率和无功功率的影响,针对传统开关表下功率调节能力不稳定的问题,提出了动态扇区划分下的双开关表控制策略。该方法实现了功率调节的有效性,而且获得了更好的动态控制效果,更低的电流谐波含量。最后Matlab/Simulink仿真实验结果验证了该控制策略的正确性和实用性。

PWM整流器在双馈风力发电机励磁调节中的应用

基于三相电压型PWM整流器的d-q模型,详细分析了PWM整流器的双闭环控制原理,提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略及提高抗扰动性能的前馈控制策略,将PWM整流器应用于双馈风力发电机系统。通过仿真及实验,表明该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压,能够实现能量的双向流动,具有良好的动、静态特性,能够满足风力发电机系统的要求。

基于状态空间的PWM逆变器数字PI双环控制技术研究

主要研究了数字控制的实际应用情况以及脉宽调制(PWM)正弦波逆变器的特点,包括电流内环电压外环的双闭环控制。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,详细分析了外环为输出电压,内环为电感电流加负载电流前馈控制对应的控制策略的稳定性和动态响应。先对控制系统直接离散化,再利用极点配置的方法进行系统参数设计。从响应速度、外特性、稳定性方面进行了具体分析,结果说明在离散域里双环控制逆变器具有较好的动态响应速度和输出外特性。最后通过实验验证和仿真波形分析,证明这种双环控制技术能满足各项性能指标要求。

三电平PWM整流器的研究

针对三电平PWM整流器的拓扑结构进行了分析,在建立其同步旋转坐标系数学模型的基础上,设计了电压、电流双闭环控制器。保证电流内环较快的跟随性能,控制交流侧电流为畸变很小的正弦化电流,且功率因数为1;保证电压外环的抗扰性能,稳定直流侧输出电压。系统还采用基于零序电压注入的SPWM控制方法对中点电位进行控制,此方法不仅使中点电位得到有效的平衡,而且控制方法简单,鲁棒性能也强。利用上面所述方法对系统进行Matlab软件仿真分析,验证了系统控制方法的正确性,并在此基础上使用MC56F8345DSP作为主控芯片完成了硬件电路的搭建,通过实验验证了双环控制器和中点电压平衡方法的可行性和有效性。

PWM整流器基于瞬时功率理论的控制策略研究

PWM整流器大多采用基于电压定向的双环控制策略,该策略可能存在计算量大、有相位检测误差和电流环解耦不彻底等问题。针对电压定向双环控制策略存在的以上问题,提出了基于瞬时功率理论的双闭环控制方法,此方法有效地克服了电压定向控制策略的不足。实验结果表明采用所提出的方法控制整流器,系统具有优良的动态特性和静态特性。

单相电压型PWM整流器的控制策略研究与仿真

针对常规整流设备具有严重的谐波污染问题,利用网侧电压前馈构成的SPWM控制方法与电流滞环跟踪控制方法,分析单相电压型PWM整流器的全桥结构与数学模型,并利用锁相环实现电网电压的相位跟踪,实现网侧电流正弦化,最后建立系统的Simulink与PSIM仿真模型,结果表明：选取策略结构合理,参数选取恰当,能够实现网侧功率因数为1与控制直流侧输出电压稳定,谐波问题得到了大量的改善。

单相PWM整流器设计

针对目前非线性化负载大量使用引起电网谐波和无功污染日益严重的问题,设计对电网污染很小的单相PWM整流器。通过建立和分析单相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,给出了该系统的电压、电流双闭环控制方法。该方法采用构造虚拟电流的方法进行电流内环的解耦控制,并通过分析系统的瞬时有功、无功功率流以实现电压外环的线性化控制。对系统进行基于Matlab/SIMULINK的仿真分析,并进行硬件设计,搭建整流器实验模型,以进行实验验证。仿真和实验结果验证了该电压、电流双闭环控制方法的可行性,同时表明单相PWM整流器具有网侧单位功率因素运行、网侧电流正弦化、直流输出电压纹波小等优点,对电网的谐波和无功污染很小。

基于PWM的血泵调速控制系统设计及检测

目的设计基于ML4428的血泵PWM逆变器的双闭环调速控制器。利用最优PWM调法和针对ML4428调速电压受限的特点,考虑到在某些环境内可能达不到理想的调速范围这一因素,本文介绍了一种带有电压转换功能的PWM调速模块设计。方法模块使超出芯片调速范围的电压信号通过比较、编码,通过数字电子网络转换成为规定范围内的电压信号,实现血泵转速的PWM调制。基于此模块,分别在血泵控制电压恒定、入口压力恒定条件下,进行了一系列血泵转速检测试验。结果血泵可以在5～24V之间调整转速;额定工作控制状态下,即血泵入口压力固定在22mmHg、控制电压22V情况下,得到了血泵转数8000r/min,出口压力100mmHg,流量为5L/min的对应关系,测量结果可以满足初期设计的调速要求。

PWM逆变器PI双环模拟控制技术研究

文章分析了PWM逆变器模拟控制的特点,采用了一种PI双环(输出电压外环电容电流内环)模拟控制方案,利用极点配王的方法设计控制系统参数,通过仿真分析了该控制方案的可行性,最后给出了各种条件下的实验波形。实验结果表明该方案设计简单、实用,能很好地达到逆变器输出的各项性能指标要求。

一种滞环电流控制PWM整流器的设计研究

鉴于常见滞环电流控制时滞环宽度固定而开关频率变化带来的不足,提出一种固定开关频率的自适应变环宽的滞环电流控制技术的策略;详细推导了三相PWM控制的VSR系统主电路拓扑的数学模型以及滞环宽度控制原理方程,得到开关频率与滞环宽度的关系;为了使开关频率固定,设计了VSR的双闭环控制系统;最后,在Matlab/Simulink环境下建模仿真,仿真结果显示:该整流器网测电流实现正弦化,直流侧输出电压响应快、超调小且波形平稳,输入相电压和相电流的谐波含量和总谐波失真度均较小,满足国标要求。