单DSP控制两级变换逆变器

本文研究了一种单DSP控制"DC/DC直流变换器 DC/AC逆变器"两级变换器,介绍了电路的基本原理,在建立数字控制DC/DC直流变换器和DC/AC逆变器精确模型的基础上设计了两种变换器的控制传递函数,对数字控制的时间延迟对控制性能的影响进行了理论和仿真分析研究.并在500VA 28VDC/115V 400Hz逆变器样机上进行了实验,对设计电路和控制传递函数设计的有效性进行了验证.     

大功率400Hz逆变电源数字控制设计

为了实现大容量中频逆变器的数字控制,在两级H桥结构基础上,分析了数字控制时由采样、计算及脉宽调制过程产生的延时及其对系统性能的影响.采用P+谐振控制,通过在连续域设计中引入等效延时环节的方法,对数字控制参数进行了设计.建立了一个100kVA的400Hz/115V逆变器仿真模型,通过离散数字仿真对所提出的方法进行了验证....     

改进数字PWM对逆变器响应延迟的改善

详细分析了对称规则采样数字脉宽调制(PWM)和单极性倍频PWM所引起的逆变器响应时间延迟,并定量得出了时间延迟的变化范围。针对该问题,对数字PWM控制方式进行改进,提出了多次采样延时数据更新的控制方法,以提高系统的采样和数据更新频率,改善逆变器响应时间延迟。最后,分别在每个开关周期采样及数据更新次数为1,2,4的情况下进行了多次实验,实验验证了理论分析的正确性和实用性,以及多次采样延时数据更新方法对于逆变器响应时间延迟的改善效果是显著的。     

LCL滤波并网逆变器逆变侧电流多次采样的单闭环控制策略

针对LCL滤波并网逆变器,研究了基于多次采样的电流单闭环控制方案。在不改变开关频率的条件下,一个开关周期内进行多次采样并更新调制信号,有效减小数字控制延时,提高了系统控制带宽和稳定裕度。定量分析了多次采样数字控制延时特性,并分析了多次采样条件下LCL滤波并网逆变器的控制性能。与常规有源阻尼多环结构相比,该方案采用电流单环控制即可实现系统稳定,无需增加传感器,从而简化了控制结构。最后通过实验验证了该方案的有效性。     

高速低载频比下电流型逆变器有源阻尼策略研究

针对高速低载频比下数字控制电流型逆变器谐振尖峰抑制的问题,通过对电流环复系数传递函数的频域分析,比较了反馈型有源阻尼策略和陷波器型有源阻尼策略受控制延迟的影响,得出了电容电压反馈有源阻尼策略在时间延迟影响下会出现电压反馈环失稳的结论,并提出了带角度误差补偿的分段陷波器有源阻尼策略.该方法解决了谐振尖峰问题,同时补偿了角...     

400Hz逆变电源全数字控制系统研究

传统的逆变电源控制方案在数字化实现过程中受到采样延时、计算延时以及电磁干扰等诸多因素的影响,在一定程度上限制了数字控制逆变电源性能的进一步提高.由于受采样控制的实时性限制,400Hz逆变器实现数字控制比工频逆变器更为困难.采用基于DSP的全数字化三闭环控制程序实现方案,设计了程序的软硬件,并深入研究了实现过程中出现的问题.最后研制了全数字控制的单相逆变电源试验样机.实验结果表明,该逆变系统有较快的动态响应、高稳压精度以及小的输出电压谐波畸变率.     

基于SiC-MOSFET的永磁同步电机电流环带宽扩展

在数字控制永磁同步电机伺服系统中,电流环带宽的制约因素主要包括逆变器的开关频率、A/D采样延时、计算处理延时和PWM更新延时等。本文使用SiC-MOSFET作为功率逆变器搭建了永磁同步电机控制数字平台,提升开关频率。并在此基础上,减少数字控制延时和采样延时,提升了电流环带宽。     

采用三电平数字控制的三相逆变器

三电平逆变器由于器件电压应力低而广泛应用于高压场合,现代数字控制技术的不断发展,更为三电平控制提供了良好的实施手段.本文基于三电平数字控制的三相逆变器应用,采用空间矢量调制的数字控制方法,实现了三电平逆变器的设计要求,采用坐标变换取整的设计方法进一步优化数字控制模型,并针对输入电容电压平衡要求对软件算法进行补偿设计,从而构成了带电容电压平衡的三电平三相变换器完整数字控制解决方案.最后运用Matlab仿真工具对控制方案进行了系统验证.     

数字控制对并网逆变系统稳定性和动态性能的影响

详细分析了模拟控制和数字控制中采样过程、零阶保持、滞后一拍控制对系统稳定性和动态性能的影响。分析结果表明随着数字控制各环节的引入,系统产生了明显的控制延时,导致系统闭环特征方程的阶次升高,不仅减小了系统的临界稳定增益,而且还使系统的动态性能变差。为此采用预测控制来消除数字控制延时造成的影响。最后,将数字比例控制和预测控制应用到由DSP芯片控制的逆变器样机中,通过对比2种控制系统输出电压和电流的动、静态波形,验证了分析结果的正确性。     

风能并网系统中双Boost变换器的研究

对直驱式风力发电系统中交错并联控制器的研究和控制进行了较为深入的分析,得出了单Boost电路下的小信号模型下的传递函数,并据此设计了PI参数。对并联的Boost电路的均流控制和控制时的电流采样时间进行分析。对此,在3.5 kVA的并网逆变器上进行了实验验证,实验结果验证了设计的正确性和价值。     

LCL滤波的电压型有源整流器新型主动阻尼控制

提出一种主动阻尼控制方法,在传统电压空间矢量控制中引入变流器侧电感电压高频分量反馈消除LCL滤波三相电压型有源整流器电流谐振现象.考虑采样保持、运算和脉宽调制引入的控制延时,建立了包括电流控制和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,在z平面分析其稳定性,通过调节反馈系数调整零极点,实现了系统的稳定控制.为不增加传感器的数量,利用参数估计得到变流器侧电感电压和网侧电压,大大减少了所需的电压/电流传感器的个数.最后,给出LCL滤波三相电压型有源整流装置的仿真及实验结果,证明了提出的主动阻尼控制及稳定性分析方法的可行性.     

BBMC逆变级分段延迟反馈控制参数稳定域

针对Buck-Boost矩阵变换器(BBMC)逆变级在脉冲输入电压作用下存在的分叉与混沌现象,提出采用分段延迟反馈控制法,研究确定了其控制参数的稳定域。建立了该逆变级的离散迭代数学模型,针对该逆变级在分段延迟反馈控制法下的控制特性进行了分析,研究确定了实现系统稳定运行时控制参数k_1、k_2间的函数关系并确定了其稳定域范围,最后对上述理论分析的正确性进行了仿真验证。结果表明:分段延迟反馈控制能有效抑制BBMC逆变级在脉冲输入电压作用下所产生的混沌现象,对于确保BBMC逆变级的稳定运行具有重要意义。     

Modeling of effective margin angle characteristics and AC voltage stability analysis of CCC

A capacitor commutated converter (CCC) has a simple circuit topology of a series capacitor placed between the valve and the converter transformer in each phase. The series capacitor mitigates the inverter operation of a CCC by assisting the commutation with the voltage charged in it. However, it does not guarantee complete commutation in any conditions, for a valve does not have self‐extinction ability. Therefore, precise analysis of the commutation process of a CCC is required to secure its operation. First, the formulation of the interrelation among the converter parameters—AC voltage, DC voltage, firing delay angle, overlap angle, and effective commutation margin angle—is presented. The firing delay angle at a given effective margin angle is calculated by using the obtained equations, which can be applied to constant extinction angle control. Next, we assess the AC voltage stability of an AC/DC link, when constant extinction angle control is applied to the inverter of CCC. The calculated voltage stability factor (VSF) shows that the commutation capacitor improves the AC voltage stability of constant extinction angle control at the inverter linked to a weak AC system, but it differs by the rectifier operation mode and compensation factor of the commutation capacitor. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 137(4): 38–47, 2001     

一种带LCL滤波器的新型矩阵变换器控制策略

矩阵变换器由于输出电压、电流中存在的谐波成分对所带的负载有很大影响,引入电压、电流双闭环控制策略,提出一种带LCL滤波器的新型矩阵变换器.该变换器包含交-直(整流)和直-交(逆变)2级电路,其直流侧不需要储能元件,整流级和逆变级采用双向开关,在一定的约束条件下可降低开关的数量.分析了矩阵变换器的拓扑结构、双空间矢量调控算法、LCL滤波器设计及其在矩阵变换器逆变级的应用等.通过Matlab/Simulink软件进行了仿真实验,结果表明,带LCL滤波器的新型矩阵变换器能有效地降低输出电压、电流谐波,并能抑制输入侧谐波对输出电压、电流的影响.     

Microcomputer Implemented PWM Inverter Using a Unique Pattern of Switching Angles

A method is proposed for implementing a PWM transistor inverter using a microcomputer. The control of the input de voltage to the inverter allows the use of a unique pattern of switching angles and a continuous variation of the output voltage. The periodically measured input de voltage defines completely the switching instants, which are inversely proportional to the measured dc voltage. A 10-bit A/D, converter allows a voltage and consequently a frequency resolution of 0.1 percent. Since the proposed method does not require extensive look-up tables, only about 700 bytes of memory were required for the inverter implementation using a TMS 9900 microprocessor.     

无阻尼LCL滤波器的并网变流器稳定性控制策略

在建立无阻尼LCL滤波器的三相电压型PWM变流器数学模型的基础上,系统地研究了电流采样频率和采样点位置对电流环稳定性的影响,并提出了一种稳定控制新策略,即通过调节采样频率控制系统的数字延时来改善系统的频率特性,从而使系统获得稳定;仿真和实验均有效验证了这种控制策略的正确性和可行性。     

LCL型并网逆变器数字单环控制延时影响与稳定域分析设计

数字控制可靠性高、控制灵活,但存在数字延时,改变了系统稳定性。在考虑计算、采样等数字延时情况下,采用直接数字法,建立LCL型并网逆变器离散精确数学模型,在连续域和离散域下,对网侧电流单环控制稳定性进行对比分析,说明数字延时改变对系统稳定性的影响,基于此在网侧电流单环反馈控制中设置数字延时为滞后一拍,主要分析滞后一拍情况下采样频率和谐振频率之比对稳定性的影响,得出其稳定的范围,同时对控制器参数进行了设计。仿真和实验证明了所提方法的正确性和有效性。     

无锁相环三相DC/AC变流器直接功率预测控制

以三相DC/AC变流器为研究对象,给出了一种无锁相环直接功率预测控制方法,能实现对并网功率的无差拍控制,并且为降低锁相环对控制性能的影响,实现无锁相环控制。根据采样控制导致的两拍延时,采样控制频率为载波频率两倍,精确计算得到下一拍的变流器状态量,然后针对给定功率参考值根据公式直接计算得到三相变流电路的输出。推导得到控制系统设定的频率与电网频率的偏差对所提出控制方法的性能没有影响,论证了无锁相环的可行性。最后构建了三相并网变流器Simulink仿真模型和实验样机,利用Simulink中的Embedded Coder模块实现控制系统仿真模型到DSP硬件控制系统C语言程序的转换,通过仿真和实验验证了控制方法的有效性。     

小型永磁直驱风力发电并网变流器的控制方法

小型永磁直驱风力发电系统的并网部分由一个不控整流桥、两路并联Boost变换器和一个单相并网逆变器组成。分析了系统的并网电流控制方法：两路并联Boost变换器采用PI算法实现均流控制;并网逆变器采用无差拍控制实现电流的并网;分析了前后两级控制之间的关系。试制了3．5kW的并网发电逆变器样机,实验结果表明该方法具有良好的动...