双PWM变换器一体化控制策略

针对双PWM变换器依赖附加协调控制策略解决一体化的问题,研究PWM整流器及逆变器独立控制策略对协调性能的影响,借助瞬时功率中间变量,提出一种不外加其他协调方法的双PWM变换器一体化控制策略。整流器侧建立在离散化数学模型基础上,在固定时间周期内,以满足指标函数最小为原则预测下一时刻电网电流,借助空间矢量调制技术获得整流器期望开关状态。逆变器侧采用基于空间矢量调制技术的直接转矩控制。理论分析表明,由负载参数变化直接引起的直流母线电压波动通过电压环调节以瞬时功率形式作用于整流器电网电流预测环节。仿真和实验结果表明,双PWM变换器能快速响应负载变化情况并恢复稳态,对负载及系统参数扰动具有鲁棒性,验证了所提策略的有效性。     

三相电压型PWM整流器抗扰动设计

分析了三相电压型PWM整流器的基本原理并进行了建模。针对传统的双闭环控制下,直流母线电压受负载扰动和电网波动影响较大的问题,根据整流器功率平衡的原则,提出了电压外环采用前馈补偿(负载电流和电网电压)和输出电压反馈的控制方法,该方法有效地改善PWM整流器的抗扰动能力,仿真结果验证了控制策略的有效性和正确性。     

三相PWM整流器的研制

本文提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的直接电流控制策略的三相电压型PWM整流器,给出了它的拓扑结构及数学模型.为了提高系统的可靠性,优化了主电路结构设计及控制系统软硬件设计,并搭建了样机进行试验.试验结果表明三相PWM整流器带负载运行效果良好,所设计的控制系统具有很好的稳态和动态性能.     

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。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦.使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器.通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强.     

双闭环控制的三相电压型PWM整流器研究

本文给出了三相电压源型PWM整流器(VSR)的拓扑结构以及数学模型,介绍了电流电压双闭环控制系统的设计,采用基于电网电压定向的控制策略和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,最后使用DSPTMS320F2812设计了控制系统,实现全数字化整流.实验结果表明:PWM整流器能实现单位功率因数运行和输入电流正弦化,具有较好...     

基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略

针对PWM整流器在电网电压不平衡条件下直流侧电压出现二次谐波和交流侧出现负序电流的问题,在分析了PWM整流器数学模型的基础上,设计了一种基于无源性理论的PWM整流器非线性控制器。在Matlab下建立了PWM整流器仿真系统模型,对所设计的非线性控制器进行了仿真验证,并与传统的双dq-PI控制策略进行了比较。仿真试验结果表明,所设计的基于无源性理论的非线性控制器可以根据控制目标有效地抑制直流侧二次谐波或交流侧负序电流,与传统的双dq-PI控制器相比具有更好的动态性能。     

电网不平衡条件下PWM整流器的并联控制方法

针对电网不平衡的情况下三相电压型PWM整流器易产生交流电流和直流电压谐波的问题,提出采用两组PWM整流器并联形式的解决方案. 一组作为主整流器,用以产生正序电流,另一组作为辅助整流器,用以产生负序电流,同时保证主、辅整流器输出到直流侧的瞬时功率之和不含交流分量.推导正、负序电流与电网正、负序电压及直流功率的关系,并设计出控制系统.建立基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真平台对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡时不同负载工况的条件下进行充分仿真研究.仿真结果表明,本文所提出的方法能够将三相电压型PWM整流器的谐波抑制到电网平衡条件下的水平.     

自抗扰技术在PWM整流器中的应用

三相电压型PWM整流器的直接功率控制系统中,传统PI调节器很难抑制由负载变化或扰动引起直流电压的波动。而自抗扰控制对负载的变化和扰动可以准确地估计和补偿,从而有效抑制负载变化带来的影响,现采用ADRC进行电压外环控制构成控制系统。仿真结果表明:对于整流器的直接功率控制系统,基于ADRC的整流器的控制系统具有较强的鲁棒性和抗负载变化能力,其动态性能指标明显优于传统PID控制。     

基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略

针对PWM整流器在电网电压不平衡条件下直流侧电压出现二次谐波和交流侧出现负序电流的问题,在分析了PWM整流器数学模型的基础上,设计了一种基于无源性理论的PWM整流器非线性控制器。在Matlab下建立了PWM整流器仿真系统模型,对所设计的非线性控制器进行了仿真验证,并与传统的双dq-PI控制策略进行了比较。仿真试验结果表明,所设计的基于无源性理论的非线性控制器可以根据控制目标有效地抑制直流侧二次谐波或交流侧负序电流,与传统的双dq-PI控制器相比具有更好的动态性能。     

三相电压型PWM整流器的解耦与控制研究

首先给出了三相电压型PWM整流器的拓扑结构并在其基础上对PWM整流器进行了解耦分析.通过静止坐标变换和旋转坐标变换,得到了简化的、有利于控制系统设计的三相电压型PWM整流器的数学模型.当模型不准确或系统参数与模型参数不完全匹配时,基于旋转坐标变换的矢量控制仍然存在解耦控制失败的可能,影响系统的控制性能.为实现可靠、安全...     

PWM整流器的模糊滑模变结构控制

结合滑模变结构控制与模糊控制两者的优点,提出了PWM整流器的模糊滑模变结构新型复合控制方案,使PWM整流器既具有变结构控制的良好鲁棒性,又能最大限度的减小抖振。文章给出了PWM整流器的数学模型,分析了PWM整流器的空间矢量脉宽调制的实现方法,着重探讨了模糊滑模变结构控制器的设计。实验结果表明,系统能保证有很高的功率因数和输入电流较好的正弦度;能适应负载的扰动和非线性变化;具有良好的动静态性能。     

三相电压源型PWM整流器的DSP控制

描述了三相电压源型PWM整流器的工作原理,基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下系统的数学模型,给出了一种电流前馈解耦控制算法.同时详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法,并且应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化实验系统.实验结果表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应.     

三相电压型PWM整流器无源性分析及自适应控制

无源性理论应用于三相PWM整流器的控制是一种全新的方法。从能量的观点考虑PWM整流器作为非线性控制对象,首先,在d-q坐标系下建立了PWM整流器Euler-Lagrange模型;其次,根据控制器设计目标,采用阻尼注入法得到PWM整流器的无源控制率;最后,针对整流器交流侧等效电阻不确定性带来的控制系统稳态误差较大问题,引入自适应跟踪控制算法。该方案保证PWM整流器优良控制性能的同时,对于交流侧等效电阻摄动有良好的自适应性。基于MATLAB的仿真结果证明了设计的有效性。     

采用变参数PI调节器的三相电压型PWM整流器的研究

简述了三相电压型PWM整流器的工作原理和基于解耦控制的数学模型,为了提高控制性能,在整流器的控制中应用一种新型的变参数PI调节器,进行了MATLAB仿真,并应用TMS320F2812建立了PWM整流器的数字控制平台,整流和逆变均能实现高功率因数,且变参数PI调节器有效地降低了系统的超调量,缩短响应时间,提高了系统的鲁棒性,可获得稳定的直流输出电压和快速的动态响应。     

LC串联式脉宽调制整流器及其电流迭代控制方法

针对非线性负载引起的无功功率和谐波电流问题,研究了一种电感—电容(LC)串联式脉宽调制(PWM)整流器及其电流迭代学习控制方法,使三相PWM整流系统不仅能够整流输出能量供给负载,而且能补偿非线性负载产生的无功功率和谐波电流,实现PWM整流功能和功率补偿功能的有效集成。该整流器采用一种LC串联滤波,使电容承担大部分电网基波电压,整流器可直接连接电网,降低装置成本。为克服LC串联式滤波器的电容惯性阻尼作用,采用一种迭代学习算法的电流无差拍控制,并结合输出电流前馈控制和反馈控制的特性,有效提高控制系统的响应速度和控制精度,并推导了算法收敛的条件。仿真和实验结果证明了所提结构和控制方法的正确性和有效性。     

大功率高效简化型电解电镀高频开关电源

针对大功率电解电镀开关电源的输入整流级引起的无功和谐波等电能质量问题,研究了一种基于高效PWM整流的高频开关电源。该电源前级整流器仅用4个开关管来进行PWM整流,后级采用半桥逆变器进行高频变换,显著减少了开关数量。针对三相四开关PWM整流器,推导一种基于开关模型的无差拍控制方法,该方法可实现系统的快速、无差整流。针对多台开关电源的并联均流问题,提出一种基于虚拟阻抗的自均流控制方法,可实现多台电源的均流稳定运行。通过仿真与实验验证了所提结构和控制方法的正确性。     

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。     

基于H∞控制理论的三相PWM整流器控制策略研究

针对三相PWM整流器电流环的特点提出了一种H∞控制策略.基于d-q轴旋转坐标系下的整流器数学模型,将电流环控制器设计问题转化为H∞控制标准型,选择状态参数,建立了增广状态方程.通过求解Riccati不等式的正定解,得出H∞控制器.使系统存在参数摄动以及外部扰动的情况下,系统依然可以实现稳定运行.通过仿真和实验进一步验证...     

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PM300DVAl20智能功率模块,设计50kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10kHz、5us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。