直流电容储能反馈和负载功率前馈的PWM整流器控制策略

首先介绍了三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器在dq轴系下的数学模型,分析了整流器的能量和功率交换关系。提出了一种电流内环、直流侧电容储能作为外环的电容储能反馈控制策略,并给出了环路设计方法。为了减小负载的不确定性对整流器系统的影响,引入了负载功率前馈估计算法。最后,实验比较了传统的电压、电流双闭环和本文所提出的控制策略的动、稳态特性。结果表明,本文所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压、电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。     

单相电压源整流器直接储能控制的研究

单相电压源整流器(VSR)可以采用经过改造的三相电压源整流器和单相有源功率因数校正器的控制策略,在固态变压器(SST)、单相有源电力滤波器(APF)等领域具有广泛的应用价值。提出一种直接控制单相VSR的输出电解电容直流电压平方和网侧电感电流平方的双闭环控制策略,即直接控制无源器件储能,对采用上述直接储能控制的单相VSR进行了理论分析、基于MATLAB/Simulink仿真分析和实验验证,获得了满意的动态和静态特性。     

基于有功电流峰值反馈的级联型PWM整流器电容电压平衡的研究

根据能量守恒原理,对级联型PWM整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)进行串并联等效,提出一种基于有功电流峰值反馈的电容电压平衡算法。建立了CHBR的时间平均模型,得出调制比和各级单元有功电流峰值之间的数学关系,由此推出相应的控制算法。在MATLAB/Simulink中建立3单元的仿真模型,仿真结果表明所采用的基于有功电流峰值反馈的电容电压平衡控制是有效的,且易于实现。     

电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究

根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型,提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足,分析了电压矢量对功率的作用机理,采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能,推导并设计了一种预测直接电容功率控制(P-DCPC)方法,并通过仿真和实验对其进行验证。通过对电容电压与负载功率的解耦,实现了电容功率的直接控制,提高了动态性能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。     

三相PWM整流器的滑模控制和反馈线性化

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的非线性数学模型,针对常规的控制策略动态性能较差的特点,提出一种该坐标系下的电压外环滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略。进而给出了整流器的硬件设计,实验结果表明样机输入电流正弦,直流电压稳定,功率因数高,且具有良好的动、静态性能,验证了该控制策略的正确性和有效性。     

单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器（APFC）,一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。     

PWM整流器中支撑电容的研究

随着电力电子技术的发展以及人们对电路中谐波危害的认识,PWM整流技术以其功率因数高,对电网产生的谐波冲击小而得到了迅猛的发展。但以往对电路中的关键部件———支撑电容选取的研究不是很充分,使得支撑电容的选取具有一定的盲目性。从电路的功率传递关系出发,得到了支撑电容的一种计算公式,并通过仿真验证了此公式的正确性。     

基于DSP单相PWM整流器的控制器研究

对于单相PWM整流器,为了减少直流侧电压二次波动对网侧电流的影响,实现网侧电流正弦化及输入端高功率因数,探讨了一种消除直流侧二次波动对网侧电流影响的谐波抑制方法.分析了单相PWM整流器的工作原理和直流侧电压二次波动的原因,并设计了消除二次波动对网侧电流影响的数字陷波滤波器及控制算法.通过计算机仿真及实验对该算法与常规控制算法进行对比,验证了该算法的优越性,即该算法能够有效消除直流侧二次波动对网侧电流的影响并改善网侧电流波形.     

飞轮储能系统中数字整流器的研究

针对飞轮储能装置的能量释放环节,即储能放电整流环节,将储存的动能转换为电能,以研究数字整流器.采用电压型PWM整流拓扑,从提高电压利用率、运行效率和降低开关损耗的角度出发,采用结合期望电流控制的空间矢量两相调制方法,给出了便于数字实现的控制算法.在Matlab7.0仿真环境下,对整个系统进行了仿真分析,并在实物平台上使用DSP TMS320F2812进行了变压整流实验.实验结果验证了该控制策略下交流侧电流能与输入的电压保持同相位,并可获得稳定的直流输出电压.     

单相PWM整流器设计

针对目前非线性化负载大量使用引起电网谐波和无功污染日益严重的问题,设计对电网污染很小的单相PWM整流器。通过建立和分析单相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,给出了该系统的电压、电流双闭环控制方法。该方法采用构造虚拟电流的方法进行电流内环的解耦控制,并通过分析系统的瞬时有功、无功功率流以实现电压外环的线性化控制。对系统进行基于Matlab/SIMULINK的仿真分析,并进行硬件设计,搭建整流器实验模型,以进行实验验证。仿真和实验结果验证了该电压、电流双闭环控制方法的可行性,同时表明单相PWM整流器具有网侧单位功率因素运行、网侧电流正弦化、直流输出电压纹波小等优点,对电网的谐波和无功污染很小。     

单相PWM整流电路控制策略研究

介绍了单相PWM整流电路的原理及其工作模式,阐述了一种简单跟随N4~＇I电流的控制策略。此外,根据控制电路中是否含有PLL模块,设计了两种仿真电路。通过MATLAB仿真实验,验证了它们的可行性。     

三种不同外环反馈方式在PWM整流器中的比较

首先介绍了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在d,q坐标系下的数学模型。为提高整流器的控制性能,提出以电容储能为外环控制目标的反馈控制策略。针对3种不同的外环反馈控制方式进行理论分析,设计方法介绍和对比实验。结果表明,能量-电流双闭环在响应的快速性和稳定性上最好。     

分裂电容式PWM整流器的矢量控制策略研究

阐述了分裂电容式三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、工作原理及运行模式。对变流系统控制对象进行了数学建模,并对其在旋转坐标系下的数学模型进行了分析。针对该数学模型,采用矢量控制同步PI电流调节策略,描述了它对电流环和电压环的不同要求,并对电流环和电压环进行了控制参数的设计。其中,电流内环设计了基于旋转坐标系下三电流环PI调节器的参数;电压外环设计了直流电压控制及针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能有效抑制低次谐波。     

一种新颖的单相PWM整流器控制器

PWM（Pulse Width Modulation）整流器具有输入功率因数可调,四象限运行等特点,是具有较好应用前景的一款电力电子装置。在分析了单相PWM整流器四象限换流工作方式的基础上,从提高功率因数和提高装置的响应速度两个方面进行考虑,设计了单相PWM整流器的控制器。由于传统的滞环电流控制存在开关频率不固定,对开关器件的频率要求较高,且增加开关损耗,本设计采用定频滞环电流控制;在控制策略的选择中,同时也考虑了单相PWM整流器直流侧电压二次谐波的影响,为了不影响响应速度,本设计并没有在直流侧采用LC滤波器或陷波器,而是采用二次谐波电压补偿的方法。仿真实验结果进一步验证了所设计的控制器不仅提高了装置的功率因数,同时也加快了其响应速度。     

基于DSP的PWM整流器自适应控制策略研究

为了提高脉冲宽度调制(PWM)整流器的动态响应性能及可靠性,在分析了PWM整流器双闭环控制策略的基础上,提出了一种基于自适应比例积分(PI)控制的控制策略,保证了PWM整流器静态性能优良的同时提高了PWM整流器动态响应性能及可靠性。搭建了一台以数字信号处理器(DSP)(TI-DSP2808)为控制器的实验样机,对PWM整流器的自适应控制策略进行了验证,实验结果验证了控制策略的有效性。     

基于预测控制的PWM整流器控制策略研究

脉宽调制(PWM)整流器控制策略常以电网电压平衡环境为基础。在此着重研究电网不平衡状态时三相PWM电压型整流器(VSR)特性及其控制策略,提出电网电压不平衡环境下预测电流控制算法,在一个PWM开关周期内,利用己知电流状态,预测下一个采样时刻达到预期电流所需的控制电压值。该方法因无需进行网侧电流正、负序分量计算,从而减少内环电流调节器数目,简化了控制算法,提高了系统计算速度。其暂态过渡过程仿真和基于RT-LAB半实物实时实验结果表明,该控制方法无论电网电压是否平衡,系统均具有动态响应快、功率因数高、输出电压稳定性好的特性,能显著抑制网侧电网不平衡对PWM整流器性能的影响。