整流级无零矢量TSMC输入功率因数的研究

根据整流级无零矢量TSMC输入功率因数控制的要求,推导了占空比的数学表达式.提出应用参考输入电压矢量来实现占空比的控制.依据整流级输出电压为正的条件,推导了输入功率因数角的范围.并用PSIM仿真软件对TSMC的调制策略进行验证,仿真结果表明了理论分析的正确性,为TSMC的实现提供一定的理论依据.     

矩阵变换器供电的异步电动机DTC-SVM控制

提出一种由矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制-空间矢量调制(DTC-SVM)方法.该控制系统结构简单,转矩脉动小,输入功率因数为1.通过使用矩阵变换器空间矢量调制技术及异步电机的直接转矩控制技术,两种控制技术的优点得到了综合.用MATLAB软件对该控制系统进行了仿真测试,由仿真的矩阵变换器的输入、输出波形及异步电动机的速度、转矩波形证实了控制策略是有效可行的,系统具有良好的动态性能.     

基于空间矢量调制的直接功率控制PWM整流器研究

分析了PWM整流器基于空间矢量调制的直接功率控制(DPC-SVM)的原理,对三相控制系统的各个部分进行了详细的阐述.该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环.利用Matlab/SimuLink软件建立系统模型进行仿真研究,得到了各个电气量的实时波形.仿真结果表明,该方法控制效果优异,电流畸变小,具有良好的动静态性能,系统能够很好地实现有功功率和无功功率的控制,同时确保输入侧功率因数为1,方案切实可行.     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

整流级有零矢量的TSMC调制策略

在整流级无零矢量调制的双级式矩阵变换器(TSMC)中,各个PWM周期内整流级输出平均直流电压为时变量,增加了逆变级的控制难度.将常规矩阵变换器双空间矢量调制技术推广到TSMC中.分析了整流级有零矢量的TSMC双空间矢量调制原理.由于整流级输出的直流平均电压在一个PWM周期内为恒值.逆变级的调制系数不需要在每个PWM周期...     

输入异常时双级矩阵变换器调制策略的优化

为了解决双级矩阵变换器(TSMC)输出波形易受电网异常变化影响的问题,对不平衡、非正弦及瞬时跌落3种非正常输入情况下TSMC的运行性能进行了分析,提出一种优化的空间矢量脉宽调制策略,即在逆变级加入了前馈补偿控制算法.该补偿算法根据直流母线电压波动实时调整逆变级调制系数,补偿电压波动,减少输出谐波含量.运用Matlab/...     

矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能.提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲.实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能.     

双级矩阵变换器过调制连续控制方法的研究

针对双级矩阵变换器TSMC(two-stage matrix converter)常规调制策略电压传输比低的问题,提出一种可以提高电压传输比的过调制连续控制方法。首先介绍TSMC的拓扑结构和数学模型,分析整流级所采用的无零矢量空间矢量调制方法,阐述逆变级所采用的过调制连续控制方法;然后在分析过调制连续控制方法的原理和特点基础上,利用MATLAB工具建立系统仿真模型,进行仿真验证;最后采用型号为TMS320LF2812的控制器制作了一台样机,进行物理实验。仿真和实验结果说明采用该方法可以对空间电压矢量脉冲宽度调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的输出电压进行连续和平滑地控制至达到6阶梯波工况时的最大值。TSMC过调制时输出电压基波可以精确控制,输出电流电压波形质量好。     

基于双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统

结合永磁同步电机磁场定向控制的特点,将矩阵变换器用于永磁同步电机的调速系统,实现永磁电机的交交直接控制并且达到近似单位功率因数.首先阐述矩阵变换器双空间矢量调制的原理,输入侧采用电流空间矢量,输出侧采用电压空间矢量构建了矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统;然后为了降低转矩脉动,加入电流补偿环节,文中给出了补偿环节的设计方法.原理样机试验结果表明,采用双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的控制效果与较好的网侧性能,而且电流补偿环节也是确实有效的.     

直接功率控制策略在双馈风力发电机组实验系统中的仿真研究

由于矢量控制技术考虑到其解耦困难的问题,控制复杂,实际性能难以达到理论分析中的那种效果,本文采用空间电压矢量的方法进行直接功率控制,直接对风力发电实验系统中变换器的开关状态进行控制.直接功率控制拥有简单的结构、较高的功率因数、稳定的直接输出电压、动态跟随性好等优点.通过建立风力发电实验系统的Matlab/Simulink的模型,并对实验系统仿真研究,表明了直接功率控制良好的动态性能.     

五相双级矩阵变换器

为了提高五相异步电机调速系统的性能,提出一种新型的五相双级矩阵变换器.该变换器实现了三相输入、五相输出的直接功率变换,通过采用改进的双级拓扑结构,解决了传统矩阵变换器向多相拓展换流复杂度增加的问题.介绍了几种五相双级矩阵变换器的拓扑结构,针对五相双级变换器的空间矢量调制控制策略进行了理论推导,对变换器的控制策略的可行性进行了仿真的实验验证.仿真和实验结果表明:所提出的变换器输入电流和输出电压为正弦,谐波小且输入功率因数可控,并可实现零电压换流.     

电压型PWM整流器直接功率控制技术

本文介绍了目前三相电压型PWM整流器电压定向功率直接控制(VO DPC)系统及基于输出调节子空间的功率直接控制(ORS DPC)系统的原理,分析了直接功率控制系统的性能;并进行了仿真研究。研究和分析表明,三相电压型PWM整流器直接功率控制系统具有结构和算法简单、无PWM调制模块、高功率因数、低谐波、动态性能良好等优点;值得进一步研究。     

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。     

矩阵变换器供电的直接转矩控制系统研究

针对矩阵变换器空间矢量调制策略对输入电压敏感的问题,分析了输入电压畸变对矩阵变换器输出电压的影响。基于直接转矩控制理论和电机转矩方程,证明了矩阵变换器供电的直接转矩控制系统的可行性,研究了矩阵变换器电压矢量幅值对直接转矩控制系统性能的影响。理论分析和仿真结果表明：矩阵变换器供电的直接转矩系统动态性能好,转矩脉动较小,对输入电压畸变具有一定的抑制作用。     

基于DSVM的三相PWM整流器直接功率控制

针对PI调节的滞后性及传统直接功率控制过于简单等不足,将瞬时功率理论与滑模变结构控制理论相结合,提出一种基于离散空间电压矢量的直接功率控制策略.该策略外环采用滑模变结构控制,提高系统的鲁棒性;内环采用模糊控制与离散电压空间矢量(DSVM)调制相结合的方式,优化电压矢量的选择,提高系统的动态性能.仿真实验表明,该控制策略在系统动态性能、稳定性、电流畸变率和功率因数方面都有较好的效果.     

基于双级矩阵变换器供电的直接转矩控制系统仿真研究

在矩阵变换器虚拟直流环节的思想上,给出了双级矩阵变换器的电路拓扑,仿真研究了双级矩阵变换器的双空间矢量调制策略.根据双空间矢量调制的缺点.提出了逆变环节采用直接转矩控制,整流环节控制输入电流矢量或直流母线电压来实现输入功率因数校正或提高电机系统性能的双级矩阵变换器供电的直接转矩控制系统.对整流环节采用空间矢量调制时的直接转矩控制系统进行了仿真研究,在分析转矩脉动的基础上给出了一种输入功率因数滞环比较的闭环控制方法.对直流母线在高、中、低范围内的直接转矩控制系统进行了仿真研究,分析了直流母线电压在不同范围内的系统性能,并由此给出一种通过控制直流母线电压范围来提高系统性能的控制方法.仿真结果表明这种方法兼顾了直流母线在高电压范围内动态性能好和在低电压范围内因离散化引起的转矩脉动较小的优点,并使用中电压范围减小了因直接转矩控制失效引起的不合理转矩脉动,从而提高了系统的动、静态性能.     

基于新型空间矢量调制策略的双输出-双级矩阵变换器研究

双输出-双级矩阵变换器(dual-output two-stage matrix converter,DO-TSMC)可以实现功率双向流动,其输出端9开关逆变级可以实现2组三相交流输出以驱动2组负载,同时也具有三相输入/输出正弦、输入功率因数可调等优点.在分析该变换器拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的新型空间矢量调制策略,能够灵活地调节2组逆变级的输出电压范围,可以实现相同频率和不同频率2种模式输出,推导了在该调制策略下的输入电流、直流平均电流和2组逆变级输出电压及电压传输比的表达式.仿真算例结果验证了该策略的有效性.     

Vienna整流器滑模直接功率及中点电位平衡控制策略

根据Vienna整流器的工作原理,建立基于开关函数的功率数学模型,在此基础上设计新型滑模直接功率控制策略,详细推导该控制算法,并给出具体设计过程;另外针对Vienna整流器存在中点电位波动和传统空间矢量调制计算繁琐等问题,提出基于载波调制的等效空间矢量调制算法,通过在载波调制中加入零序分量来等效空间矢量调制策略,同时在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡。滑模直接功率算法与等效空间矢量调制技术相结合可以实现开关定频和中点电位平衡,同时降低开关损耗,使Vienna整流器工作在近似单位功率因数下。最后搭建实验平台进行实验验证,结果表明:基于新型滑模直接功率控制策略和等效空间矢量调制算法相结合的Vienna整流器具有较好的鲁棒性和动态性能。     

输入不平衡时双级矩阵变换器的比例谐振控制

针对三电平双级矩阵变换器的不平衡输入情况,提出一种逆变级比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制策略。采用电压闭环PR实现对输出电压的无静差控制,从而抑制输入电压不平衡对输出性能的影响。该策略无需多次坐标变换,且在逆变级采用60°坐标系空间矢量脉宽调制方式,控制策略运算简单、易于数字化实现。与传统PI控制相比,该策略不仅能够有效抑制输入电压不平衡对输出性能的影响,而且降低了输出电流低次谐波含量,使系统具有良好的稳态性能和抗扰性能。     

三相PWM整流器混合非线性控制研究

采用传统单一控制策略的三相PWM整流器性能难以满足工程实际日益提高的性能要求,该文提出了一种新型的混合非线性控制方法,综合利用滑模控制、输入及输出线性化控制、空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制技术的优点。电压外环采用滑模控制,电流内环采用输入及输出线性化方法,并采用SVPWM技术对控制信号进行调制。基于该控制方案的系统具有以下突出优点：控制系统全局稳定,输出直流电压动态响应快,无稳态误差,对负载及系统参数扰动具有很强的鲁棒性;电流实现解耦控制,输入电流正弦,畸变率小,单位功率因数;直流电压利用率高,开关频率恒定,易于数字实现。数值仿真和实验验证了所提控制方案的正确性和优越性。