基于优化SVPWM三相VSR的仿真与研究

介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和电压定向控制(VOC)的基本原理。针对三相VSR传统中电压空间矢量(SVPWM)算法的缺陷性,提出了一种优化SVPWM调制方法。该方法利用电压空间矢量旋转的幅角来判断扇区,并由相电压的电压差值计算基本电压矢量的作用时间,完全省略了坐标变换和三角函数计算,化简了SVPWM算法步骤。经过MATLAB/SIMULINK建立电压定向控制(VOC)仿真模型,可以证明该优化SVPWM算法的正确性,为改进三相VSR的硬件设计提供了依据。

基于内模控制的三相电压型PWM整流器不平衡控制策略研究

该文提出了在αβ静止坐标系中采用内模控制的三相VSR不平衡控制方案,不仅实现了正负序电流的无差跟踪控制,而且使系统获得了强鲁棒性;另外,该文还提出了一种不平衡指令电流算法,实现了电网不平衡时三相VSR平均有功、无功功率的独立控制,解决了以往不平衡指令电流算法只能实现三相VSR单位功率因数运行的局限性。样机试验论证了理论分析的正确性。

能量回馈式电压型PWM整流器的研究

针对二极管整流电路无法实现能量的双向流动问题,提出了一种能量回馈式电压型PWM整流器(VSR)的设计方案,在给出了三相VSR主电路拓扑结构及其一般数学模型的基础上,详细分析了能量回馈式VSR的控制原理,介绍了改进的SVPWM算法的实现,并在Matlab/Simulink中建立了仿真模型。仿真结果表明,该VSR稳定性好、动态响应速度快,实现了能量的双向流动。

三相电压型PWM整流器定频模型预测控制

针对模型预测控制(model predictive control,MPC)采样频率较高、开关频率不确定等问题,提出了一种三相电压型脉宽调制整流器(voltage source PWM rectifier,VSR)定频模型预测控制(model predictive control with fixed switching frequency,FSF-MPC)。分析了三相VSR各电压矢量在六个扇区内对d、q轴电流瞬时变化的影响,基于电流预测模型,在固定时间间隔内以满足电流误差最小为原则计算各电压矢量作用时间。采用空间矢量调制原理获得功率器件的开关状态,实现模型预测控制的定频控制。1 kW样机的仿真与实验结果表明,与不定频模型预测控制相比,所提FSF-MPC控制算法开关频率恒定,且无需较高的采样频率,可有效降低纹波电流和电流失真,提高三相VSR系统的运行性能。

基于非线性积分滑模变结构控制三相VSR的研究

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)对系统参数变化及负载扰动的能力,在传统积分滑模的基础上,提出非线性积分滑模变结构控制策略。该控制策略含有误差和误差积分项,减小稳态误差和抖振的同时又能提高系统的鲁棒性,并在此基础上对积分项进行削弱,防止积分饱和效应(windup)带来超调过大及响应时间过长的问题。采用指数趋近律,提高滑模面上的运动品质,以进一步削弱抖振效应。最后仿真结果表明,非线性积分滑模变结构控制策略与传统积分滑模、双闭环PI相比,该方法使系统具有超调小和更好的抗扰性、跟踪能力。

双P调速系统中PWM整流器的研究

在三相PWM整流器一般数学模型建立的基础上,阐述了坐标变换的原理。并利用同步旋转变换构建了三相电压型整流器(VSR)的dq模型,提出了解耦控制策略,建立了系统的MATLAB仿真模型。利用此模型在Matlab-Simulink环境中进行了抗扰性能和能量可逆性的仿真。仿真结果证明,该系统具有很好的动/静态性能、网侧单位功率因数,且能量双向流动。

电压源型PWM整流器直流母线电压的消抖方法

直流母线电压的稳定性是PWM整流器的一个重要指标。在电网电压不平衡且(或)含有低次电力谐波时,传统的控制方法不能消除直流母线电压的抖动。为解决这一问题,首先深入分析了电网电压不平衡且含有5次、7次谐波分量对电压源型PWM整流器的直流母线电压稳定性的影响;进而提出了一种基于比例积分-谐振(PI-R)的控制策略,并详细分析了电流控制指令计算和PI-R控制器的设计方案。1 MW PWM整流器的仿真结果表明,所提出的控制策略能显著抑制直流母线电压的波动,并提高系统的安全运行性能。

基于模糊自适应滑模变结构的PWM整流器

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)的抗扰能力,通过分析三相VSR的数学模型,提出了基于同步旋转d-q坐标系的模糊自适应滑模变结构控制算法。该算法考虑到传统双闭环PI的缺陷性,将外环设置为模糊控制器和滑模变结构控制器相结合,利用模糊控制规则实时调整滑模趋近律,在提高系统鲁棒性的同时又能削弱滑模面上的抖振;内环将PI控制改为比例控制,简化系统结构。小波分析和MATLAB分析运行数据结果表明,基于模糊自适应滑模控制的三相VSR系统相对于传统双闭环PI系统具有更强的动态性能和跟踪能力。

基于LCL滤波器的电压型PWM整流器的研究

针对电压型PWM整流器开关频率附近的高次谐波污染电网,传统的电压型PWM整流器的控制策略都是基于两相旋转坐标系,存在电流交叉耦合项、计算量大的问题,提出了一种两相静止坐标系下基于LCL滤波器的PWM整流器的控制算法。该算法利用Clark变换系将三相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统变换到两相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统,避免了两相旋转坐标系下的电流交叉耦合项;采用准谐振调节器控制电压型PWM整流器的电流,实现了电流的跟踪控制。Matlab仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。

风力发电系统中PWM整流器脉宽调制方法的研究

近年来,离网型风力发电(isolated WECS)引起了人们的广泛关注,为了获得可靠平稳的负载电压,风力发电机侧整流器的控制至关重要。针对PWM整流器的动态响应问题,首先分析了当前主流的三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、数学模型及控制策略,然后通过公式推导引出了基于电网电压定向的矢量控制策略,最终在基于Matlab Simulink平台搭建了三相VSR仿真模型,分别用正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法进行了仿真研究。研究结果表明,基于电网电压定向的矢量控制能够有效控制PWM整流器,获得稳定的直流母线电压,同时空间矢量脉宽调制方法能够有效改善VSR动态性能,为离网型风力发电系统的研究提供了有力参考。

基于模糊PI三相VSR控制系统的研究

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)的动静态性能,针对三相VSR传统PI控制器参数固定的缺陷性,在传统双闭环控制策略的基础上将电压外环采用模糊PI控制器,在线调整PI控制器的两个参数,增强系统的鲁棒性。最后利用小波分析和MATLAB仿真分析了三相VSR的运行数据,通过比较可知,模糊PI矢量控制系统与传统PI矢量控制系统相比具有更好的动态稳定性、跟踪性和抗干扰能力,证明了所提方法的正确性。

三相电压型脉宽调制整流器在轻工机械中的应用

在分析三相电压型整流器的拓扑模型基础上,使用功能强大的Matlab/Simulink软件进行仿真。对一种广泛应用的控制策略——电压矢量控制(VOC),在Simulink环境下进行仿真分析。并在DSP2407的硬件平台上,搭建样机,编写程序,实现该控制策略。

基于双闭环PI控制的电流解耦控制系统研究

在同步旋转坐标系中建立了数学模型。采用电压电流双闭环PI控制策略,并将正弦脉宽调制SPWM技术应用在三相VSR控制系统中,实现了基于SPWM的三相电压型PWM整流器的电流解耦控制系统的总体设计。由于将三相基波正弦变量转换成同步旋转坐标系中的直流分量,能够更加直观清晰地观察三相VSR的物理意义。为验证三相VSR PWM整流技术的可行性,对三相电压型PWM整流器进行仿真建模,仿真结果表明三相电压型PWM整流器具有功率因数高、直流电压稳定的优点。