一种基于直流电压前馈控制的逆变电源设计

分析了传统双环控制逆变电源对直流输入电压扰动的瞬态响应和稳态性能,针对传统双环控制逆变电源在直流侧电压扰动时输出电压波形畸变、幅值变化的问题,设计了一种基于直流电压前馈与传统双环控制相结合的正弦脉宽调制(SPWM)逆变器,分析了利用输入电压解耦方法消除扰动的前馈控制原理.仿真及实验结果验证了设计的逆变电源在输入直流电压...     

不控整流交错并联斩波变换器的电压前馈控制

针对大功率直流600 V供电,提出单相不控整流+四相交错并联斩波拓扑。为抑制不控整流产生的脉动直流电压对输出电压平稳的影响,首先建立了斩波变换器的等效电路,并推导出输入到输出的传递函数。其次依据前馈控制理论,将中间直流电压脉动分解成前馈通道和扰动通道,增加前馈通道来抵消扰动通道,进而给出了变换器的前馈调节规律。前馈只需在软件中实时计算前馈占空比,容易实现。仿真验证了算法的有效性。最后开发了一套400 kW样机,实物实验表明:中间直流电压以周期10 ms,幅值1 050～1 250 V波动时,前馈控制能有效抑制波动,将输出电压600 V波动控制在±5 V以内。     

用于三相级联STATCOM的电压前馈空间矢量调制策略

针对H桥级联型STATCOM的直流电压平衡控制的问题,提出了一种适用于三相级联型STATCOM的基于直流电压前馈的空间矢量调制策略。该调制方法在输出电压矢量合成中根据各单元直流电压和输出电流的方向调整开关矢量组合。既能实现高质量的波形输出,又能自动抑制级联单元的直流电压不平衡,降低了控制器的算法复杂度;最后通过仿真验证了该策略的可行性。     

电能质量扰动发生器控制策略及其实现

为了测试电力变压器、CVT、电力电容器、无功与谐波补偿装置等试验设备在电能质量扰动下的工况,设计了一种电能质量扰动发生器,能模拟实际电网输出各种形式电压与电流扰动。采用电压外环与电流内环的PWM整流控制实现了直流电压的稳定;利用电压前馈与重复学习相结合的控制策略实现了发生器较高精度输出;利用DSP+FPGA构建控制系统具有较好的实时性与可靠性。通过10 kV、2 MVA工业样机实验,证明了设计的正确性。     

基于前馈控制的有源电力滤波器研制

提出了一种有源电力滤波器的前馈控制策略。基于开关平均模型设计了前馈控制器和电流控制器,并利用功率模型对电压控制器进行了设计。由于电网电压在系统启动时会产生很大冲击电流,通过引入前馈控制有效地降低了作为扰动的电网电压和直流电压对被控电流的影响,提高了系统的动态性能,同时利用直流电压控制环直接获取电流参考信号对电网电流进行控制,简化了控制算法。所提方法无需检测负载电流和逆变器输出电流,且无需锁相环电路,降低了成本。利用模拟器件实现控制电路并进行了实验研究,实验结果证明了所提方法的可行性。     

交流斩波器输出电压瞬时值重复控制研究

介绍了一种在输出电压平均值控制基础上引入瞬时值重复控制的交流斩波器。该交流斩波器输出电压采用均值闭环控制,以使输出电压有效值保持稳定。为了克服由于电网电压瞬变或负载突变造成的输出电压瞬时变化,在均值闭环控制环的前向通道上引入基于重复控制思想的瞬时值前馈补偿控制,从而使输出电压波形无瞬变。搭建了交流斩波器的实验平台验证所采用的控制方法,控制部分采用ATmega128单片机作为核心,均值PID调节器、重复控制的前馈补偿控制器等均在该单片机中数字实现。实验结果表明,所采用的控制方法能有效地抑制输入电压变化、输出负载变化等扰动,使输出电压波形稳定。     

带多频段采样观测器的单相逆变器控制

在单相逆变器控制系统中,当逆变器带非线性负载时,输出电压波形会出现畸变,存在幅值和相角误差。为解决上述问题,提出一种基于电流观测器的单相逆变器控制策略。首先应用傅里叶变换提取逆变器输出的基波电压,然后通过幅相分解,将逆变器输出电压等效变换为电压幅值与相角,最后应用PI控制器控制逆变器输出电压波形为正弦波。控制系统实现时,采用前馈控制方法,来抑制谐波,提高逆变器输出波形质量。为解决因采样频率低而带来的逆变器输出电流估算精度下降的问题,在前馈控制时,采用多频段采样法来对电流谐波进行估算,从而提高了前馈控制的精度,进一步提高了逆变器输出波形质量。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性和实用性。     

基于VSC的多端直流输电系统的控制策略

在换流器控制器设计中,采用基于输入输出反馈线性化策略的双闭环控制器结构和直流电压前馈补偿环节,既实现有功和无功的解耦控制,又改善了换流器交流侧的输出电压和电流波形.在多端系统稳定控制中,提出了多点直流电压控制策略,它提高了多端系统的功率平衡能力和运行的可靠性与经济性.文章对1个5端的电压源型直流输电( voltages...     

用于风电并网的VSC-HVDC网侧换流器改进控制策略

在风电经基于电压源换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSCHVDC)系统并网的系统中,保证直流电压稳定是风电并网系统中稳定能量传输的关键。由于系统两侧换流器输入和输出的有功功率不平衡,VSC-HVDC系统直流输电线会出现过电压或欠电压现象,影响风电并网系统的稳态运行。为了抑制直流电压波动,提高系统的动态响应速度,提出一种负载电流前馈控制策略。在网侧换流器直流电压外环控制环节中,通过引入负载电流前馈控制策略,来抵消直流电压发生波动的部分,使输出直流电压在负载突变时的波动减弱。通过对直流电压外环动态性能的分析,得出电压外环控制器参数整定公式以及前馈控制传递函数。根据直流侧电容设计要求,分析电压外环控制器对直流侧电容参数选取的影响。最后,利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证,研究结果表明,该控制策略能改善系统的动态响应性能,减小直流电压波动,实现有功功率的稳定输出。     

低输入直流电压的单级双向并网变换器设计

为了实现储能系统接入电网,设计了一种可接入低直流电压的双向单级并网变换器。所提出的双向并网变换器包含了1个双向直流变换电路和1个全桥电路。双向直流变换电路具有升压和降压调节能力,可在低输入直流电压和整流后的正弦电压之间执行双向功率转换。全桥电路基于前馈标称电压补偿器和重复控制算法将整流后的正弦电能并入电网,前馈标称电压补偿器通过预设工作点减轻了电网电流控制的负担,重复控制算法实现了对电网电流的精确控制。搭建了250 W的双向单级并网变换器样机实验平台并开展了相关实验,实验结果验证了新型的变换器具有较高的电能质量、效率,以及较好的控制性能。     

基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法

正弦波逆变电源输出受到瞬时值反馈不及时的影响,导致电源输出均衡性较差。为了提高正弦波逆变电源的稳态控制能力,提出基于数字信号处理DSP（digital signal processing）的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法,建立逆变电源系统基本结构,构建三相级联H桥控制电路,并完成控制电路的构建及电源电路的设计。在零序电压的反馈调节下,实现电源电压的平衡控制和电压自均衡耦合调节,利用电压自均衡耦合控制器对正弦波逆变电源的输出功率进行补偿抑制;利用DSP技术对电源输出信号进行反馈处理,得到瞬时值反馈的控制优化算法;对逆变电源控制系统的软件及硬件进行优化设计,完成基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制。测试结果表明,使用该方法进行正弦波逆变电源控制的输出增益较高、控制稳定性较好、对电源输出的电流纹波抑制能力较强,提高了电源的输出质量。     

新型电压-电压PWM控制DC/DC变换器的研究

针对传统电压单环PWM控制电洲在输入电压大范围波动时存在输出电压幅值波动大、谐波分量大、动态响应较慢等特点，提出了一种能够适应输入电压大范围波动的新型电压－电压PWM控制策略，并给出了其在Buck电路中的实际应用控制规律。仿真结果表明该新控制策略精度高，效果明显。     

PWM整流器在旋转导向中的应用研究

论述了PWM整流器与传统整流器在旋转导向中的优缺点;推导三相电压型PWM整流器（VSR）在同步旋转坐标系下的数学模型,采用双闭环PI控制结合SVPWM的控制策略,并对SVPWM控制的实现过程进行了详细介绍,最终通过MATLAB Simulink搭建仿真模型,对电源侧电压波形、电流波形、直流侧输出电压波形以及电源侧电流FFT进行分析,仿真结果表明该控制策略能实现电源侧电压与电流相位同步,谐波含量低以及直流侧电压快速达到给定值,从而满足了旋转导向系统的供电稳定性。     

铁心损耗测试装置电源的研制

本文设计了一种用于铁心损耗测试装置的电源,通过负反馈技术和交流自动稳幅原理来保持磁感应强度B为给定幅值的正弦波形,且介绍了此电源的实现及部分电路.实验结果表明该电源具有良好的正弦波形,有较广的适用范围,能够有效地提高铁心损耗测试精度.     

基于dsPIC不同控制下逆变输出电压特性分析

通过选用合适的控制方式可以提高正弦波逆变电源输出波形的质量和动态性能.在详细分析逆变电源常用控制方法优缺点的基础上,采用PID控制,通过比较不同的控制方式（驱动方式和调制比的控制）,分析逆变输出电压特性,并在l台以dsPIC为核心控制器件的单相逆变电源装置上进行了试验论证.试验结果表明,使用该控制方案的正弦波逆变电源系统具有良好的稳态精度和动态特性.     

基于SM2001的正弦波逆变调压电源研制

提出了一种基于SM2001的单相电压幅值连续可调的纯正弦波逆变电源的工作原理和电路结构。给出了该逆变电源系统的实验波形和结论,实验结果表明了电路设计的正确性和可行性。此系统可广泛应用于各种半导体测试台所需的电源以及各种需要电源输出电压为可调正弦波的设备。     

基于SVPWM的数字化低频电源

低频电源是矿井交流提升减速和爬行阶段最重要的电气设备.介绍一种利用IGBT设计的数字化低频电源.该电源利用SVPWM控制使低频输出线电压较正弦波调制时提高15%,克服了正弦波输出电压不足,低频制动力矩小的缺点,并设计了能量回馈逆变桥,使电机发电运行时能量回馈电网,实现了电机的四象限运行.另外,与晶闸管低频电源相比,该电源具有体积小、重量轻、效率高、谐波小的优点.     

新型功率放大器时变滑模控制方案研究

该文针对一种新型双向Buck逆变器提出了基于时变滑模面的滑模控制策略。该逆变器采用了两组独立对称的双向Buck电路，结合滑模控制策略，实现高性能的交直流信号功率放大。该文给出了电路的工作原理，对时变滑模面方程进行数学建模分析，研究了线性时不变和时变滑模面的动态特性、滑模区域存在条件和稳定条件，并对产生正弦波信号的时变滑模控制系统进行了深入分析。滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动，充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点。功率放大器可以实现交流信号的准确跟踪和放大，输出频率范围可达1000赫兹。通过1千瓦的实验得出结果，证明了分析设计的正确性。     

25kV高精度直流负高压源设计

介绍了一种用于工业分析的高精度直流负高压电源,电源输出电压25 kV,最大输出电流100 mA。电源通过BOOST电路校正功率因数和调节电压,用移相全桥把直流电逆变成高频方波,然后经高频变压器升压后倍压整流得到直流高压。用特殊材料和工艺设计制作的高频高压变压器解决了分布参数影响和绝缘耐压等难题,满足了高频高压和大功率输出的需要。实验运行表明:该装置输入功率因数高、输出电压稳定、纹波系数小。     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。