基于直接功率控制的三电平PWM整流器设计

针对直接功率控制的三电平电压型脉宽调制(PWM)整流器的性能要求,提出一种基于直接功率控制的整流器控制系统和主电路参数的简化设计方法。根据整流器动、静态性能指标提出直流母线电压、进线电感、直流侧电容的约束条件,以满足约束条件为前提设计三电平PWM整流器主电路电感和电容参数。通过仿真比较研究基于滞环比较器和基于功率内环、电压外环的双闭环比例积分(PI)控制器两种直接功率控制策略的动、静态特性。依据仿真结果研制基于功率内环和电压外环双闭环控制策略的三电平PWM整流器实验平台,实验结果表明,该系统具有良好的动、静态特性。     

基于DSP+单片机的三相电压型PWM整流器控制系统设计

介绍了三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构,重点分析了交流侧电感和直流侧电容对系统性能的影响。基于DSP+单片机双控制器设计了一种三相电压型PWM整流器控制系统,提出了一种交流侧电感和直流侧电容的设计方法,并确定了二者的取值范围。最后针对交流侧电流谐波含量和直流侧电压动态响应速度进行了相关实验。实验结果表明:整流器交流侧电流谐波含量较少,直流侧电压脉动较小,系统响应速度快,抗干扰能力强。验证了所述控制系统和设计方法的有效性。     

电压型PWM整流器直接功率控制系统

根据三相电压型PWM整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型,建立整流器功率控制数学模型。根据功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制(DPC)系统的特点,提出新的电压型PWM整流器直接功率控制系统的主电路交流侧滤波电感值、直流侧电压和直流侧电容值设计方法。根据整流器的数学模型,得到整流器DPC控制系统结构和控制器设计方法。同时,讨论了桥路损失和直流侧电容器的等效串联电阻(ESR)对整流器的影响。计算机仿真和实验表明,提出设计方法是可行的,具有应用参考价值。     

电网不平衡时三相PWM整流器主电路电感设计与输出性能研究

详细分析三相PWM整流器在电网电压不平衡条件下采用不同控制策略时主电路电感对输出直流电压脉动的不同影响,探讨基于平衡控制策略和不平衡控制策略下主电路电感的不同设计原则。     

单相PWM整流器直流电压环的优化控制

为了减少单相PWM整流器直流侧电压波动对网侧电流的影响,通过分析了单相PWM整流器直流电压波动的不可避免性,推导出直流电压纹波与输入电流电压之间的数量关系.针对常用的双环PI控制结构,建立了无滤波时的直流电压纹波与输入电感电流THD之间的定量关系,提出一种带滞环的直流电压控制方法,并对该控制器进行了参数分析设计.通过和采用二阶陷波器的控制对比,验证了此种控制方法的有效性和优越性.     

交流电子负载中电感参数的选取

为了实现电子负载中实际电流快速跟踪指令电流的目的,电路采用了电压型PWM变换器实现负载特性的模拟,通过滞环电流控制方法对交流侧电流进行控制来实现快速跟踪指令电流;针对电感选取缺乏理论基础的缺点,分析了交流电子负载中电感电流的变化规律,从快速跟踪指令电流、开关管频率限制以及抑制谐波三方面综合考虑给出了电感参数范围确定的方法,并最终确定了电子负载中电感的选取范围,最后在matlab/simulink中建立了仿真模型。仿真结果表明,选取合适的电感有助于快速跟踪指令电流和提高波形质量,同时也证明了该选取方案的有效性和可行性。     

一种新型三相电压型PWM整流器混合控制方法

为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。     

交流传动电动车组网侧变流器交流侧电感设计

四象限变流器以其交流电流谐波含量低,网侧功率因数高,电能双向传输,以及动态响应快等优点而成为交流传动电力机车和电动车组的电源侧变流器.四象限变流器交流侧电感的设计对PWM整流器的性能至关重要.为此,详细分析交流侧电流的瞬态变化过程以及交流回路矢量关系,从满足瞬态电流跟踪指标以及最大调制比限制确定了电感值的取值范围,同时分析了接触网电压波动对电感设计的影响.通过仿真证实了本文方法的可行性和正确性.     

单相PWM整流器最大带载能力分析

PWM整流器的带载能力是动态电压恢复器在不同电压补偿深度下直流侧电压稳定的关键。针对PWM整流器带重载时直流侧电压不稳定的现象,定性分析了直流侧电压稳定与其带载能力的关系,得出了定参数下最大跟踪电流值以及直流侧电压与各参数量的关系,揭示了直流侧电容电压随电路参数变化的原理,并建立了单相PWM整流器带载能力数学模型;然后通过分析功率平衡与带载能力的关系得出逆变基波电压相位滞后电网电压相位的范围,利用该方法分析单相PWM整流器带载能力与基于直流侧电压稳定分析的结果一致;最后探讨了直流侧电容电压二次纹波对单相PWM整流器带载能力的影响,提出了通过调节电压外环比例系数改善其带载能力的方法。仿真和实验结果验证了上述理论分析的正确性。     

四象限PWM整流器的设计与仿真

给出了四象限电压型PWM整流器(VSR)在dq坐标系中的简化数学模型.采用固定开关频率的双闭环直接电流控制策略,分析了电压和电流PI调节器参数的确定方法,指出交流侧电感和直流侧电容的选取对整个系统的影响,给出了设计方法,在Matlab/simulink下建立仿真模型.仿真表明:给出的调节器设计方法和电路参数设计方法正确,且可使能量双向流动,实现了能量回馈,对四象限PWM整流器的研制有重要的理论指导意义.     

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究

该文基于微分几何理论，在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上，提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略，实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明，状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦，完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。     

PWM整流器直流环节电压双向变换研究

针对在三相电压型PWM整流器交流侧使用变压器降压的一些缺点,提出了在整流器直流环节采用直流双向变换器取代交流侧变压器的新方法,介绍了变换电路和系统电路的拓扑结构和工作原理.该电路特别适合于能量需双向流动的PWM整流和逆变场合.仿真和实验结果证明了该方法简单可行.     

基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制仿真研究

三相电压型PWM整流器与三相交流变频调速电机定子电路有很大的相似性.采用类似于交流电机磁链观测的方法来构造一个虚拟电网磁链,可以代替电网电压作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,达到省去交流侧电网电压传感器,降低PWM整流器成本的目的.根据交流电机磁链观测器的设计方法,设计了虚拟电网磁链观测器,并构造了基于Matlab/Simulink的PWM整流器虚拟电网磁链定向无电网电压传感器的仿真模型.仿真结果验证了观测器的可靠性和控制方案良好的动静态特性.     

基于改进PR控制器的新能源并网检测平台设计

提出一种新能源并网检测平台,用于并网逆变器的性能检测。该平台采用背靠背式PWM变换器的电路拓扑结构,整流器采用基于LC滤波的三相整流器,逆变器采用三个H桥逆变器,分别发生三相电压。检测平台采用电压电流双环控制策略,能够模拟电网电压幅值跌落、三相不平衡、电压谐波及频率偏差等电能质量实际运行情况。为提高输出电压稳态精度,提出一种基波和谐波分开控制的改进的PR控制器,应用于逆变器的控制系统,通过极点配置的方式进行控制参数设计。实验验证了该方法的有效性和可行性。     

移动电站直流并联功率分配研究

在分析了交流电源直接并联存在的不足的基础上,提出了采用三相PWM整流—并联—PWM逆变的供电模式。三相PWM整流器输出的直流电压含有谐波导致直流电压不断脉动,交流电源通过三相PWM整流器进行直流并联时,必须考虑电压脉动的影响。针对此问题,通过在整流器输出侧添加电阻的方式,抑制了电压脉动对并联稳定的影响;分析了并联模块接入时机对并联过程的影响;提出了一种实现并联条件下,单个模块输出功率自由分配的控制方式。最后,通过仿真验证了该控制方式的可行性。     

基于虚拟磁链定向矢量控制的三电平PWM整流器仿真研究

PWM整流器与交流电机的定子电路有很大的相似性,采用交流电机磁链观测的方法构造出虚拟的电网磁链矢量,作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,可以达到取消交流侧电网电压传感器降低PWM整流器硬件成本的目的。根据交流电机磁链观测器的设计方法,设计了虚拟电网磁链观测器,并构造了基于Matlab/Simulink的三电平PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制的仿真模型。仿真结果验证了观测器的可靠性和控制方案良好的动静态特性。     

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...     

三相变流器PFC和APF组合实现研究

三相变流器在有源电力滤波器(APF)和功率因数校正(PFC)中有着广泛的应用。本文在建立三相变流器数学模型的基础上,分析了主电路参数对系统稳定性的影响。结合分析现有的三相变流器作为PFC和APF的主电路参数选择方法,提出了新的设计方法,以适用于三相变流器同时作为APF和PFC的场合。文中给出了相关的实验结果。