基于无差拍控制的三相PWM整流器死区补偿方法

由于三相脉宽调制(PWM)整流器的死区效应导致的电流过零箝位,相电压、电流畸变等现象,基于死区和过零分析,提出应用锁相环(PLL)技术的网侧电压观测值代替传统的电流过零检测,进而对三相PWM整流器的死区时间进行补偿。该方法能有效避免传统过零检测在零点附近的箝位影响,准确判断电流过零方向,并且不会造成相位延迟。结合无差拍控制技术应用于三相PWM整流器,能有效减小电流总谐波畸变率(THD),并且通过仿真和实验结果证明了该方法的有效性和可行性。     

基于调制波分解的Vienna整流器的调制方法

Vienna整流器是一种控制简单、可靠性高的升压型整流器，被广泛应用到风能发电系统、航空电源以及新能源电动汽车等领域。由于Vienna整流器结构的特性，传统的调制方法会导致电流过零点畸变。因此，该文从调制波分解的角度分析电流过零点畸变产生的原因，针对现有的调制策略存在的不足，在其基础上进行改进，提出一种在维持直流侧中点电压平衡的情况下，可以最大程度地降低电流畸变的调制方法。该文将Vienna整流器的传统空间矢量调制、具有过零钳位的空间矢量调制与所提调制方法进行了比较，通过实验验证了所提调制方法的可行性和优越性。     

VIENNA整流器过零补偿和中点电位平衡策略

三相VIENNA整流器由于其结构简单,可靠性高,广泛运用于各个领域,其控制方法主要有空间矢量调制(SVM)和载波脉宽调制(CBPWM),CBPWM方法理论上等效于SVM.为了减小开关损耗,采用载波断续脉宽调制(CB-DPWM)的方法,同时会带来调制波持续过零的问题.为了改善输入电流过零畸变现象,采用过零补偿策略.采用零序分量注入的方法,使得CB-DPWM方法具有中点电位平衡能力.通过仿真与实验验证了过零补偿和零序分量注入方法的可行性.     

一种消除VIENNA整流器输入电流过零畸变的SVPWM调制方法

分析了VIENNA整流器在低载波比应用中因电感压降不可忽略导致输入电流在过零点处发生畸变的原因,提出了一种使用输入电流辅助判断SVPWM大扇区的调制策略,以消除输入电流的过零畸变及降低输入电流的THD值;并针对实际工程应用中输入电流采样易受干扰的问题,提出一种软硬件相结合的滤波方法以提高扇区判断的精度。进一步,根据SVPWM电压利用率与调制比的关系,分析了输入电流辅助判断SVPWM大扇区方法的适用条件,得到使用该方法的输出电压边界条件。最后,使用MATLAB搭建了该整流器的仿真模型,并制作了一台1.5kW VIENNA整流器实验样机,仿真与实验均验证了所提出的改进型SVPWM调制方法的可行性,能有效消除输入电流的过零畸变。     

占空比前馈在VIENNA整流器中的应用研究

在VIENNA整流器平均电流模式控制中,为了解决电流过零交越失真的问题,提出了增加占空比前馈的改进型控制方法。在详细介绍VIENNA整流器数字控制策略的基础上,分析了环路控制方案。通过Matlab仿真,验证了此方法的可行性。以TMS320F28035作为控制核心,构建了一台10 kW的VIENNA整流器实验样机,实验结果表明,该改进型的控制方法改善了输入电流波形,提高了系统性能。     

一种基于调制比软启的PWM整流器启动冲击电流抑制方法

三相PWM整流器启动时,会在交流侧产生较大的冲击电流,过大的冲击电流不仅会产生电磁干扰,损坏开关器件,甚至会触发过流保护,威胁系统运行.目前常用缓给定电压或电流参考值的方法抑制启动冲击电流,但此类方法抑制效果有限,难以抑制整流器启动时前几个开关周期内的冲击电流.针对该问题,从整流器开关模式角度深入分析了冲击电流产生机理,推导了开关模式持续时间与调制比的数学模型,得到了调制比与冲击电流的关系,从而提出一种调制比软启的启动冲击电流抑制方法.最后,通过实验验证了所提方法能从根本上消除PWM整流器启动过程中的冲击电流.     

重复控制的单相高频隔离PWM整流器

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析。该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器原边的电压过冲和振荡。设计其调制方法,建立其数学模型,并采用复合重复控制的双闭环策略进行输出电压和电网侧电流的高性能控制。周波变换器和钳位电路均实现了零电压开关,副边全桥电路部分实现零电压开关。制作了1 kVA的实验样机,实验结果验证了调制方法和控制策略的有效性。该高频隔离整流器结合了常规单相PWM整流器和高频隔离变换器的特性,其更有输出电压范围更广,双功率流、高功率密度和电网侧电流质量高且功率因数可调节等特点,非常适合电动汽车充电领域。     

电网电压不平衡条件下Vienna整流器控制及电流过零畸变抑制方法EI北大核心CSCD

当电网电压不平衡时,Vienna整流器的直流侧和交流侧将分别出现偶次谐波和奇次谐波,并且电流的过零畸变将会加剧。因此,在电网电压不平衡时,该文建立Vienna整流器在双dq坐标系下的数学模型,计算电流与输出电压之间的夹角,分析基于不同控制目标的2种控制方法及其电流过零畸变,提出一种可以在全调制度范围内最大程度降低电流过零畸变的调制方法,称为垂足近似合成法,所提方法在电网平衡和不平衡时均适用。最后,搭建额定功率为4.6kW的Vienna整流器实验样机,实验结果验证所提方法的可行性和优越性.     

一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法

三相三电平Vienna整流器具有输入电流总谐波畸变率(THD)低、功率密度高、单位功率因数等优点,适用于高频三相功率因数校正场合。在器件开关暂态过程中,Vienna整流器的寄生电容和缓冲电路等非线性因素会造成交流侧端电压误差,给输入电流引入低频谐波,从而影响电流品质。为此,本文提出一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法,该方法考虑Vienna整流器电路非线性因素,对开关暂态过程和端电压误差进行分析,在电流过零时将端电压钳位到零电平,且可调节钳位区间大小,有效降低了端电压误差,提高了输入电流品质。通过仿真和实验对所提载波钳位调制方法和常规SPWM方法进行比较,结果表明:所提方法能在宽负载范围下降低输入电流低频谐波分量和总电流畸变率,验证了所提载波钳位调制方法的正确性和可行性。     

适用于双负载模式的Vienna整流器调制方法

在工程应用中，Vienna整流器常处于双负载模式给串联电池组充电以提高效率和降低成本，此时，上、下直流侧的输出电压和功率不再相等，矢量的合成变得非常复杂。文中从载波的角度进行分析，通过注入零序电压实现了上、下直流侧输出功率的解耦和中点电压的主动控制，简化了计算过程。基于Vienna整流器拓扑的输出电平约束和调制约束分析了零序电压的约束条件，并基于上述约束条件给出了不同运行状态下Vienna整流器的上、下直流侧可输出的极限功率，为工程参数设计提供参考。此外，分析了双负载运行状态下Vienna整流器的电流过零畸变问题，提出了抑制电流过零畸变的方法，并直接给出了三相调制电压。实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的优越性。     

三相PWM整流器直接电流控制中进行SAPWM调制的新方法

本文提出一种在PWM整流器直接电流控制中采用零轴谐波注入法进行SAPWM(Saddle Pulse Width Modulation)调制的新方法.利用傅立叶级数分析了SAPWM调制波的谐波成分,并构造了与这些谐波成分相等效的三角渡函数.阐述了在零轴注入三角渡实现SAPWM的控制方法.仿真和实验结果证明了所提出方法的正确性.     

三相三电平二极管箝位型整流器的单载波调制和中点平衡控制策略研究

该文通过对三电平二极管箝位型整流器工作原理分析,提出在无能量回馈工况下用单载波调制控制一种简化的整流器;单载波调制使得用模拟芯片控制三相三电平整流器成为可能。通过两输出电容电压的偏差改变电流参考给定来实现整流器输出中点平衡。最后给出了以uc3854bn为控制核心的实验结果和相关的仿真结果,验证了在单载波调制控制策略下,输入电流能很好地跟踪输入电压,中点电压得到很好的控制。     

一种消除中点电位低频振荡的三电平逆变器载波调制方法

提出了一种二极管箝位型(NPC)三电平逆变器载波调制方法,该方法能消除三电平逆变器直流侧中点电位低频振荡,适用于任意非线性负载情况。该方法从空间矢量脉宽调制方法和载波调制方法本质联系出发,通过向调制波中注入一定的零序电压分量,达到了与空间矢量脉宽调制同样的电压利用率。该方法将调制波分成2部分,分别与载波进行比较,来决定开关管的工作状态。对直流侧中点电位采用了闭环控制,通过检测直流侧电容电压的大小和三相负载电流的方向,对每相的2部分调制波进行适当的调节,从而调整流入或流出中点的电流的作用时间,有效地保证了系统运行过程中直流侧电容电压平衡。该方法简单易行,易于数字化实现。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。     

用于电动汽车充电的单相PWM整流器调制方式研究

针对用于电动汽车充电的单相电压型PWM整流器,对其单极性调制方式和双极性调制方式进行了对比研究,结合两种调制方式的优点,提出了单极性调制与双极性调制相结合的混合调制方式,解决了单相电压型PWM整流器在单极性调制时过零点附近电流畸变较大和双极性调制时电路开关损耗较大的问题。搭建了实验平台,实验结果证明了混合调制方式的可行性和正确性。     

基于载波移相SPWM技术的制氢电源研究

制氢电源作为制氢产业链的关键设备,其品质的优劣尤为重要.所设计的制氢电源采用电流源型整流器的 模块化设计,其应用的调制技术为载波移相的SPWM 技术.根据三相调制波与零值相比较的结果对一个工频周期进 行分扇区处理,并在不同的区域内通过SPWM 调制输出的触发脉冲控制电源子模块功率器件的开关状态,从而输出 符合制氢装置技术要求的直流电压及电流,同时整流器交流电压电流满足电网总谐波畸变率的要求.     

并网逆变器死区效应消去补偿方法研究

针对并网逆变器死区效应问题,在充分分析并网逆变器工作特点及零电流箝位现象的基础上,提出了一种新颖的逆变器死区效应消去补偿方法。该方法在非过零区域依据并网电流的方向选择有效开关管,屏蔽无效开关,在过零区域根据并网电流的大小进行前馈补偿。与传统死区消去和补偿方法相比,该方法充分考虑了零电流箝位现象,能够更好地抑制电流过零处逆变器输出电压波形畸变,有效消除了死区效应的影响,降低输出电压谐波含量,从而改善并网电流质量。利用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了逆变器死区效应消去补偿方法的有效性和正确性。     

40kW复合有源箝位ZVS三相PWM整流器效率优化

复合有源箝位零电压开关(ZVS)三相PWM整流器能够实现所有开关管的ZVS,并能抑制所有开关反并二极管的反向恢复电流,所有开关管的电压应力均被箝位在一个稍高于直流母线电压的固定值,电路可采用空间矢量调制(SVM).为了优化电路效率,首先对软开关辅助回路的谐振参数进行优化设计,得到一组最优的谐振参数,然后通过辅助开关管的...     

Vienna整流器一种包含过调制区域的调制方法

由于功率因数角的存在和电压矢量过调制,Vienna整流器输入电流会发生严重畸变。在此提出一种易于实现且包含过调制的调制方法,进一步扩展了Vienna整流器的运行范围。详细划分了Vienna整流器的线性调制区和过调制区,通过确定不同区域的边界条件及其对应的调制算法,能够有效地降低输入电流总谐波畸变率(THD)。最后通过实验验证了所提调制算法的优越性和理论分析的正确性。     

一种抑制VSI零电流箝位效应的死区补偿方法

电压源逆变器低频和轻载时,死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流箝位效应等问题.为解决上述问题,分析死区效应和零电流箝位机理,发现了零电流箝位效应产生的一个主要原因,提出一种死区时间补偿策略.该策略无需电流极性检测,在SVPWM基础上,在每个PWM周期内对两个非零空间电压矢量作用时间分别进行补偿,该补偿根据这两个空间电...     

三电平中点箝位整流器系统建模及基于李亚普诺夫直接法的控制方法研究

该文首先建立了基于开关函数的三相四线三电平中点箝位（NPC）电压型整流器的数学模型，分析了它的工作原理。并在Lyapunov稳定性理论的基础上，提出了一种新的三相四线三电平中点箝位PWM整流器非线性控制方法。该方法具有大范围渐进稳定，动态响应快的优点，并且通过设计新的三电平PWM调制方法，有效地解决了由现有三电平SPWM调制方法引入的直流母线中点电位存在三次波动的问题。系统仿真验证了该数学模型的正确性，以及基于Lyapunov直接法设计的非线性控制器的有效性。