稳态强磁场电源直流有源滤波技术方案的分析

为了满足强磁场装置电源供电极低的电流纹波要求,设计了一种直流有源滤波器。分析比较了目前国际上现有的强磁场装置电源所需的直流有源滤波器,对稳态强磁场电源采用利用并联有源滤波技术的滤波方案并给出了系统结构并对其工作原理进行了说明,论述了该系统的设计方法。根据其实际负载特性,通过检测负载端纹波电压,进而控制有源滤波器产生所需电流;通过对负载侧的滤波电容进行充、放电来调整负载端电压,实现负载电流的低纹波。基于传递函数建立该系统的数学模型并对控制系统进行详细的分析表明,该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。仿真及实验结果验证了该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显,为以后强磁场电源有源滤波装置提供了理论和设计依据。     

三相四线制SAPF在不平衡负载下的补偿特性

介绍了三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)在不平衡负载下谐波的补偿特性.基于瞬时无功功率理论检测谐波电流的方法可检测电流基波正序和负序分量,通过控制使补偿后的电源侧电流三相平衡,其中应用平均值滤波器相比传统低通滤波器(LPF)效率更高.在原理上分析了不平衡负载下的补偿特性,利用Matlab/Simulink进行了仿真,实验室在一台60 kVA的三相四线制SAPF上对不平衡非线性负载进行补偿.仿真和实验结果验证了电流检测方法的正确性和补偿的有效性.     

采用负载电压检测控制方式的串联型电力有源滤波器

在分析串联型电力有源滤波器工作原理的基础上,通过扩展电源电流检测控制方式,提出了一种新的负载电压检测控制方式,同时讨论了ＰＷＭ逆变器及其直流侧电压的控制方法。在此基础上,研制了采用新控制方式的串联型电力有源滤波器实验样机,进行了相应的实验研究。结果验证了负载电压检测控制方式的串联型电力有源滤波器的有效性,并且表明比电源电流检测控制方式更好的谐波补偿性能。     

基于扩展Kalman滤波器的PMSM高性能控制系统

扩展Kalman滤波器考虑了系统噪声和测量噪声的影响,是一种基于最优控制理论的非线性估计方法.本文提出一种新型的用于永磁同步电机(PMSM)的基于扩展Kalman滤波器(EKF)的状态观测器,可以把有限精度的光电码盘信号的量化误差考虑为测量噪声,从而可以精确观测转子位置和转子转速.电机不需要知道转子初始位置就可以起动.该状态观测器还可以观测负载转矩,利用观测的负载转矩形成对给定转矩的前馈补偿,可以大大改善负载转矩波动过程中的转速控制性能.在轻负载时永磁同步电机定子电流较小,因此电流测量过程中的噪声和干扰对系统性能的影响就非常明显.Kalman滤波器可以有效消除电流测量值中的干扰和测量噪声,提高系统在轻载时的性能.仿真和实验结果验证了该系统的性能.     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(二)——仿真及实验

在经理论分析得出经典有源电力滤波器(APF)中的谐波及无功电流检测不是必需的结论的基础上,推出经典APF电流控制策略与电源电流直接控制策略之间的等效关系.在经典控制方案基础上,省掉了负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元,保留了经典APF中的电容电压控制器和电流控制器,提供了一个廉价而高性能的APF控制方案.最后对基于上述两种控制策略的APF进行了仿真研究,并用电源电流直接控制方案开发了一台单相APF实验样机.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

基于无源性的并联型有源滤波器自适应滑模控制

针对有源滤波器电流谐波分量检测复杂且在非线性负载变化时出现电源电流畸变的现象,基于非线性控制理论,从能量平衡关系出发,提出了新型的有源滤波器控制方法.利用本质上是非线性反馈的无源性控制( PBC)策略,实现直流侧电容电压的补偿控制,在非线性负载时变未知情形下,确保系统稳定的同时,实现谐波电流的精确计算与跟踪.基于此,将...     

强磁场装置有源直流滤波器设计

对强磁场装置电源所需的有源直流滤波器ADF(Active DC Filter)进行了设计,利用脉宽调制(PWM)及并联有源滤波技术提出了新的滤波方案。给出了系统结构并对工作原理进行了说明,论述了该系统的设计方法。根据其实际负载特性,通过检测负载端电压,利用电流的PWM控制技术产生所需电流,通过对负载侧的滤波电容进行充、放电调整负载端电压,从而实现负载电流的低纹波。基于传递函数建立了该系统的数学模型,并对控制系统进行了详细的分析,分析表明该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。最后,给出了仿真结果,验证了该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显。     

适用于小容量独立电源系统的APF控制策略

针对小容量独立电源系统电源受负载影响比较大的特点,提出了一种有源电力滤波器(Active Power Filters, APF)的电流基准产生方法,并对APF直流侧稳压问题进行了详细的分析,推导了传递函数,得到了数学模型.对采用本文提出的电流控制策略的APF进行了仿真研究并制作了实验样机,通过仿真和实验验证了该控制策略应用于小容量独立电源系统APF的正确性和可行性,实验结果同时证明了采用该控制策略后APF具有良好的动态和稳态性能.     

采用负载电流检测控制方式的单相并联混合型有源电力滤波器

首先分析了采用原有的电源电流检测控制方式时单相并联混合型有源电力滤波器的工作原理，说明了该控制方式存在的不足，在此基础上提出一种新的控制方式－－负载电流检测控制方式。研制了相应的实验样机，进行了实验研究。结果验证了采用新控制方式时单相并联混合型有源电力滤波器的有效性，并且阐明其具有比电源电流检测控制方式更好的谐波补偿性能。     

基于矢量谐振调节器的有源电力滤波器网侧电流检测控制方法研究

基于矢量谐振调节器,提出一种全新的并联型有源电力滤波器(PAPF)网侧电流检测控制方案,该方案无需谐波分离算法,并将PAPF等效控制为串联在非线性负载与电源间的带阻滤波器,控制精度更高,且具有良好的暂态响应性能,从而以更灵活、合理的方式实现网侧谐波电流的滤除。