A type of inverter power supply based on harmonic elimination PWM control

In order to output sine wave with small degree of distortion and improve stability,a type of inverter power supply is designed based on harmonic elimination pulse-width modulation(PWM)control.The rectifier and filter are added to input circuit of the inverter.Single-phrase full-bridge inverter performs the function of converting direct current into alternating current(DC/AC).In the control circuit,single chip micyoco(SCM)AT89C2051 is used for main control chip to accomplish the hardware design of the control system.A given value of output frequency of the inverter is input in the way of coding.According to the output frequency code which is read,SCM AT89C2051 defined harmonic elimination PWM control data which will be selected.Through internal timing control,the switches are switched under this provision of PWM control data.Then the driving signals of the switches in the inverter are output from I/O of SCM AT89C2051 to realize harmonic elimination PWM control.The results show that adding Newton homotopic algorithm of harmonic elimination PWM control to corresponding software of the control system can make the quality of output voltage of the inverter higher and it will have broad application prospects.

三相电压型PWM整流器直接功率控制调制机制

根据三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的瞬时功率数学模型,在矢量空间中分别研究每个开关矢量对瞬时功率的不同影响,给出相应的作用图,并由此将整个空间重新划分为18个非固定扇区,提出一种新的具有通用性的开关矢量表,在此过程中探究直接功率(direct power control,DPC)控制的调制机制。这种新的开关矢量表不仅可以克服传统开关表对无功功率控制上的缺陷,获得更好的稳态和动态控制效果,而且可以对其他开关表的不足进行一定的解释。文中通过不同开关表的控制系统对比仿真与实验,验证了各项结论的正确性和实用性。

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制(direct power control,DPC)的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVA120智能功率模块,设计50 kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10 kHz、5μs的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC-SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。

不平衡电网电压条件下PWM整流器功率谐振补偿控制策略

针对电网电压不平衡时脉宽调制型整流器功率波动的问题,建立不平衡电网电压下整流器在同步旋转坐标系中的数学模型,提出一种功率谐振补偿控制策略。该策略在传统电网电压定向矢量控制方法中增加功率脉动补偿环节,补偿环节采用在两相同步旋转坐标系中实施的比例谐振(proportional resonant,PR)功率控制方案。控制系统运行时无需对不平衡电流和电压进行正、负相序分解,并可同时抑制整流器输出的有功和无功功率波动,改善系统动态和稳态性能。仿真与实验结果证明了控制策略的正确性和有效性。

PWM整流器功率脉动最小化方法的研究

传统的单矢量直接功率控制在每个控制周期只发一个电压矢量,存在功率脉动大和开关频率不固定等缺点。在分析脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器预测功率模型的基础上,提出一种基于二矢量的新型直接功率控制策略,即在一个控制周期内同时施加一个非零矢量和一个零矢量。按照单个控制周期内有功和无功的脉动有效值最小为原则,通过数学推导解析求得该非零矢量的最优作用时间。该方法可在维持传统单矢量直接功率控制动态性能的基础上显著改善系统的稳态性能,且简单容易实现,其有效性通过仿真和实验结果得到了证实。

外环采用电容储能反馈内环采用改进无差拍控制的PWM整流器的控制方法

该文首先介绍了三相电压型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器在三相静止abc坐标系下的数学模型,介绍了一种在两相静止αβ坐标系下基于无差拍控制(deadbeat control,DBC)的PWM整流器的数学模型及其离散化方法。在对给定电流进行"两步预测"的基础上提出了电流校正方法,既能解决由于采样和数字处理过程中导致的延时补偿问题,又能降低采样引起的误差。在环路设计中,外环采用基于电容储能为反馈变量的控制方法,并将负载功率估计后进行前馈,提高了外环的抗干扰能力。最后,在实验室搭建了PWM整流器的实验平台,验证了所提出控制方法的可行性。

电网电压不平衡情况下PWM整流器恒频直接功率控制

恒频直接功率控制(constant switching frequency direct power control,CSF-DPC)具有开关频率固定、动态性能好、系统采样频率较低等优点。电网电压不平衡会在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)型整流器交流侧产生大量谐波电流,使系统有功功率大幅波动,恶化系统性能。针对上述情况,提出一种新型恒频直接功率控制策略。该策略首先分离出电网电压和电流正、负序分量;然后在正、负序双旋转坐标系下计算瞬时功率与参考值之间的误差,根据误差生成整流器正、负序参考电压;合成后采用空间矢量调制(spacevector modulation,SVM)算法产生整流器电压,对功率进行补偿。该策略可有效抑制交流侧电流谐波,减小系统无功功率直流分量,稳定系统输出的有功功率,改善系统稳态性能。仿真与实验结果证明了该策略的正确性和有效性。

基于互补PWM控制的Buck/Boost双向变换器在超级电容器储能中的应用

超级电容器等快速储能技术在短时大功率应用中具有较好的技术经济性,非常适宜于微型电网运行过程中的瞬时功率平衡控制。提出超级电容器通过Buck/Boost双向变换器与脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器相连的储能主电路结构,以实现功率的双向调节并提高超级电容器利用率。为解决直流母线电压易受PWM逆变器工作状态切换而波动的问题,采用互补PWM控制技术,分析其特点及其在提高系统运行稳定性与动态响应的优势;建立互补PWM控制的Buck/Boost双向变换器的小信号模型,应用电压电流双闭环与功率前馈相结合的方法以抑制直流母线电压波动;针对直流母线负载电流不易测量的问题,提出采用最小拍观测器的方法对负载电流进行虚拟测量。仿真和实验证实了该方法的有效性。

电压型PWM整流器预测直接功率控制

将预测直接功率控制用于电压型PWM整流器。该方法基于功率预测模型,在固定时间间隔内以满足功率误差最小为原则来选择电压矢量,从而完成直接功率控制的定频控制。借助于空间矢量调制原理实现开关状态的选择,简化了预测直接功率控制的实现过程。为了消除控制延时引起的功率误差,控制系统设计了控制延时补偿方案。2kW样机的实验结果显示,与传统相电压定向控制相比,预测直接功率控制具有更快的功率响应。另外,对控制延时的补偿显著提高了系统的动态性能。

用于机器人伺服电机的PWM功率接口的设计与实现

介绍一种应用于机器人伺服电机上的由微机控制的PWM功率接口的设计原理与实现.此功率接口采用了IR(International Rectifier)公司型号为IRF530的MOSFET以及相应的驱动芯片IR2101, 具有线路简单、设计思想明确、性价比高、应用广泛等特点. 本文将详细介绍此功率接口的结构、原理, 并给出实验仿真结果.

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%。

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。

基于电压型PWM整流器的新型轻轨牵引供电系统

提出一种基于三相电压型PWM整流器的新型轻轨牵引供电系统,具有节能效果好、功率因数高、谐波含量小及电压稳定性好等优点,并且易于模块化和冗余设计。重点介绍了变流系统的主电路拓扑、PWM整流器的控制策路、并联控制策略和错时矢量调制(ISVM)技术。仿真和实验结果表明该系统可行。

一种双PWM变换器新改进型直接功率控制策略

为了解决双PWM变换器常规直接功率控制的电压外环响应速度慢的问题,提高控制系统跟踪性能,首先,设计了一种新型开关矢量表,在某些扇区由原来的一个矢量控制变为两个矢量控制,从而改善有功功率和无功功率的变化程度在不同扇区影响的差异性,增强灵敏程度和实时性;其次,提出电机侧功率向前反馈的控制策略,增设反馈网络,提高响应速度,确保功率给定,改变了常规电压外环缓慢的调整过程。并在功率波形、突加负载的响应速度、电网电流、谐波等方面,与常规直接功率控制进行了实验对比。实验结果表明,本文设计的控制系统能在负载变化时实现快速跟踪响应并恢复和保持稳态,验证了该策略的有效性。

基于三相VSI的PWM型SVG的系统仿真

基于电压源逆变器(V S I)的静止无功发生器(SVG)直接应用PWM控制技术,具有结构紧凑、易于控制、谐波含量小以及功率密度大等优点。文中给出了基于三相V S I的6 kV/±200 kV.A PWM型SVG的主电路结构与参数,提出了一种SVG的直接功率控制方式。应用M ATLAB进行系统仿真,表明基于V S I的PWM型SVG具有良好的动态性能与静态补偿效果,验证了主电路与直接功率控制方式的正确性、优越性与有效性。

基于空间矢量调制的直接功率控制PWM整流器研究

分析了PWM整流器基于空间矢量调制的直接功率控制(DPC-SVM)的原理,对三相控制系统的各个部分进行了详细的阐述。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环。利用Matlab/SimuLink软件建立系统模型进行仿真研究,得到了各个电气量的实时波形。仿真结果表明,该方法控制效果优异,电流畸变小,具有良好的动静态性能,系统能够很好地实现有功功率和无功功率的控制,同时确保输入侧功率因数为1,方案切实可行。

新型直流PWM传动系统

介绍了新型直流PWM传动系统的设计 ,系统主要由 87cl96MC单片机和智能功率模块PM2 5RSB12 0构成。实践证明该系统具有高可靠性和良好性能。

三相PWM变换器的鲁棒变结构控制

分析了三相脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)功率因数校正(Power factor correction,PFC)变换器的工作原理和数学模型.针对现有控制方法在参数不确定及参数变化时性能变差的问题,提出采用鲁棒变结构控制减小系统参数不确定性的影响,同时采用渐缩滑动边界的方法减小了控制量的颤振.仿真及实验结果表明,与传统PI控制和反馈线性化方法相比,本文方法不仅在标称参数时具有较好的动静态性能,而且在系统参数发生变化时,具有更强的鲁棒性.

电网电压不平衡条件下的三相PWM整流器控制

电网电压不平衡条件下,基于电网平衡时所设计的三相PWM整流器控制会使电网电流波形畸变,直流母线电压中包含2倍频波动,严重影响整流器性能。对电网电压不平衡条件下的三相PWM整流器进行了建模分析,并在此基础上结合瞬时功率理论,从功率平衡角度针对不同的控制目标分别讨论了三相PWM整流器的不平衡控制策略。基于App SIM实时半实物仿真平台对控制策略做进一步分析,并对控制策略进行了对比总结。

基于调制函数模型预测直接功率控制的单相PWM整流器

有限集模型预测直接功率控制FCS-MP-DPC(finite control set-model predictive-direct power control)算法是利用系统模型来预测下一周期的有功无功功率,通过迭代寻优得到使给定功率与实际功率之间误差最小的电压矢量进行控制,它存在着在线计算量大、开关不固定和谐波畸变率高等问题。基于此,提出一种基于调制函数的MP-DPC算法,该算法是利用整流器输入端电压面积等效的原则,引入调制函数,再根据功率误差最小的评价函数选择最优调制函数,然后结合PWM模块将调制函数转换成开关状态进行控制。与FCS-MP-DPC算法相比,提出的MP-DPC算法有效降低了FCS-MP-DPC逐个迭代寻优的计算量,同时固定了开关频率,降低了电流谐波畸变。最后Matlab/Simulink仿真和半实物实验验证了该算法的正确性。