单周控制三相PFC中积分时间常数的影响

单周控制作为一种新型的控制方式被广泛应用于各种三相功率因数校正(PFC)电路的控制中。由于单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现，模拟电路积分时间常数易受电路参数的变化而变化。本文对单周控制三相六开关全桥PFC的三个积分器实现方案和单个积分器实现方案中时间常数的变化进行了分析，分析结果表明：积分时间常数变化时，三个积分器实现方案会在相电流中引入直流分量，并引起电流畸变；而在单个积分器实现方案中，可以自动抑制直流分量的产生。同时分析了积分时间常数与系统稳定性和电压应力之间的关系，提出了确定积分时间常数的原则。实验结果证明了理论分析的正确性。     

单周控制单相BoostPFC积分时间常数的影响

作为一种新型控制方式,单周控制已广泛用于功率因数校正(PFC)电路中.单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现.然而模拟电路积分时间常数易受电路参数的影响,因此对单周控制单相Boost PFC中积分时间常数的变化对电路工作的影响进行了分析.其结果表明,积分时间常数的变化使整流桥后的电感电流引入了直流分量,从而引起了电流畸变.仿真与实验结果证明了理论分析的正确性.     

基于单周控制的三相PFC的仿真研究

介绍了一种CCM模式下的三相PFC电路,并采用单周控制实现了三相整流器的功率因数校正。单周控制电路的结构十分简单,核心器件仅由一可复位积分器、一比较器和一RS触发器组成,不需要乘法器,从而简化了系统,具有反应快、开关频率恒定、控制方法简单等优点。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

双频三相功率因数校正

提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成,共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频,决定系统的补偿性能;而另一个工作在低频,主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同,而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频 PFC单元采用单周控制方式,对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

双频三相功率因数校正

文中提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成，共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频，决定系统的补偿性能；而另一个工作在低频，主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同，而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频PFC单元采用单周控制方式，对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

数字单周控制的三相六开关APFC电路的研究

传统单周控制采用模拟控制方式实现,器件参数极易影响积分常数而达不到预期效果。研究了基于单周控制的三相六开关高功率因数整流器,推导了基于单周控制的三相六开关整流器的数字控制规律,以TMS320F28035作为控制核心,搭建了一台10 k W的三相六开关整流器的实验样机。实验结果表明,该控制策略简单可靠,三相六开关整流器能够实现高功率因数校正。     

单周控制三相三级PFC整流器

提出了在三相三级整流器的二极管反并联全控型电力电子开关元件,用单周控制实现脉宽调制PWM控制,对升压式(Boost)功率因数校正(PFC)拓扑电路的分析,表明在无逆变的要求下,只需对下桥臂或上桥臂各相全控型开关元件,进行断续导通控制,便可达到功率因数接近1,实现交流进线正弦电流的目的,文中利用了Matlab/Simulink软件,对上述三相三级整流器PFC电路用单周控制进行了建模和仿真,得出了预期的结果,证明在原理上是可行的。     

三相四桥臂整流器的单周期控制

三相电压型PWM整流器可以减小输入电流谐波含量,提高系统功率因数。在一些需要采用3P4W连接方式的场合里,三相四桥臂整流电路是常见的3P4W系统拓扑中的一种。PFC电路的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压得到广泛研究。此外,单周期控制方案在不同电路拓扑中的扩展应用是其重要研究方向之一。本文推导了三相四桥臂整流器的单周期控制理论依据,分析了采用传统的单边沿脉宽调制方案的整流器工作模态以及对输入电流的影响,揭示了在传统的单边沿脉宽调制方式下,整流器输入电流含有较大幅值的直流分量且该直流分量与整流器的开关周期成正比,与输入滤波电感成反比。提出采用关于x轴对称的双边沿脉宽调制方案,新的控制方法可以有效的抑制单周期控制的三相四桥臂整流器输入电流直流分量,从而大幅改善输入电流波形质量。系统仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

新型单周控制三相四线制有源电力滤波器

单周控制有源电力滤波器具有检测量少、控制器结构简单以及鲁棒性强等优点。基于双极调制方式的单周控制三相四线制有源电力滤波器以峰值电流检测的控制方式和纹波电流的存在导致补偿后的电源电流中含有直流分量。文中提出一种基于单极调制方式的新型单周控制三相四线制有源电力滤波器能够有效抑制直流分量的产生,同时降低了开关损耗。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

转子时间常数在线校正的感应电机转速观测

基于磁链的模型参考自适应算法中,转子时间常数失准会影响电流模型精度。建立了消除耦合关系的可同时辨识转速和转子时间常数的模型。针对纯积分环节造成的电压模型磁链失准问题,采用了包含两个神经元自适应滤波器的积分器代替传统积分器,消除了直流漂移和积分初始条件的影响。仿真结果表明:设计的模型参考自适应转速观测系统不受转子时间常数变化和直流漂移的影响,系统动态性能良好。最后在DSP电机控制试验平台上进行试验,验证了该方法的有效性和高性能。     

核电站控制棒电源系统相复励发电机短路故障的解析计算

针对核电站控制棒电源系统,现有保护仅采用以额定电流为定值的定时限过流保护作为短路后备保护,导致该系统已发生多起过流保护抢先动作与失磁保护失配的事件。解决保护失配问题的关键在于对控制棒电源系统发电机短路故障电流的准确解析,解析重点在于考虑发电机实际采用的相复励无刷励磁方式对故障电流的影响,而相复励励磁电流由并励电压对应的励磁分量和复励电流对应的励磁分量合成产生。经过合理的假设与模型简化,结合发电机基本方程和励磁系统数学模型,推导得到了并励电压分量作用下的三相短路电流。引入复励电流分量作用,根据励磁电流变化对短路电流进行修正,得到了包含暂态分量和稳态分量的相复励发电机三相短路电流时域解析表达式。由正序等效定则扩展得到两相短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC平台建立了控制棒电源系统电磁暂态模型,对理论分析结果进行了验证,进一步对保护优化方法进行了讨论。     

双频三相功率因数校正

文中提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器（PFC）单元级联而成,共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频,决定系统的补偿性能;而另一个工作在低频,主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频全桥PFC相同,而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频PFC单元采用单周期控制方式.对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于NCAV和电路等效替换的PWM整流器容错控制系统

三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器因其具有可控的功率因数、网侧三相电流趋于正弦、直流侧电压稳定等优点,在电机控制、风力发电并网、柔性直流输电和微电网等领域得到广泛应用。为了提高三相PWM整流器可靠性,文中提出了一种PWM整流器容错控制系统,该系统结合了归一化电流平均值(normalised current average value,NCAV)故障检测法和基于电路等效替换的容错方法。该控制系统在功率开关管单管开路故障情况下能够实现故障检测和诊断,并进行快速的容错控制,从而减少单管开路故障对系统造成的影响,改善故障下三相电流波形,减小输出电压纹波,提升系统的整体性能和可靠性。通过仿真验证了该控制系统的有效性。     

A single-phase PWM current source type converter coupled with an ac chopper

A current source type converter can easily generate a sinusoidal current on the ac side by employing a PWM strategy. In the converter system for a single-phase supply, however, the dc current pulsates because the dc output voltage of the converter contains an ac component with twice the ac supply frequency. The dc current pulsations cause the ac current waveform to be distorted. Although the use of a dc reactor with large inductance reduces the dc current pulsations, the size and the weight of converter equipment including a dc reactor is large. Two-phase rectification using two full-bridge converters and a converter system with an ac chopper circuit has been proposed for elimination of the dc pulsations. In these converters, the number of switching devices comprising the circuit will unavoidably increase. To solve this problem, we propose a novel single-phase current source type converter coupled with an ac chopper circuit and the PWM method. In this circuit, two switching devices in the main bridge are used to form an ac chopper bridge with two added devices and a capacitor. This paper gives the experimental and theoretical waveforms and the steady-state characteristics. The results prove that a smooth dc current and a sinusoidal ac current are obtained, and that a great reduction of the dc inductance can be achieved by using the proposed converter. © 1998 Scripta Technica. Electr Eng Jpn, 123(3): 36–45, 1998     

高功率因数三相单管Boost PFC变换器

三相单管Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复、开关频率恒定、控制简单、成本低等优点,适用于中低功率场合。但在工频周期内占空比恒定,尤其在输入电压较高时,输入电流谐波含量较大、功率因数(power factor,PF)相对较低。分析三相单管Boost PFC变换器的PF值。在此基础上,提出变占空比控制的方法,从而降低输入电流谐波、提高PF值。为了简化电路实现,进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。完成一台3kW的原理样机,进行实验验证,实验结果验证了理论分析和参数设计的正确性。     

Load-Commutated Inverter/Synchronous Motor Drive Without a Shaft Position Sensor

Synchronous motor drives are beginning to enjoy renewed popularity for certain applications such as flywheel energy storage. One of the reasons is that a synchronous motor drive can be made self-commutating so that the inverter becomes equivalent to a conventional phase-control bridge converter without large commutating components. The drive to be controlled consists of an inductor alternator coupled to a flywheel that will be used for temporary energy storage. The flywheel speed will vary over a two-to-one range; thus full performance can be achieved using a load-commutated inverter. A simple auxiliary commutating circuit is provided only for initial starting. The drive must operate both from a fixed dc voltage source (battery) and from a variable dc voltage source (dc motor), as it is intended for use in a battery-powered vehicle for load leveling. The load-Commutated inverter consists of two bridges connected in parallel so as to provide two-way power flow by reversing the dc current. The control system described does not use shaft position sensing, but senses the motor terminal voltage and the ac line current to determine the motor Nare internal operating conditions. This control method maintains the silicon-controlled rectifier (SCR) turn-off time as a constant percentage of the period of the generated back electromotive force (EMF) as speed and current are varied during operation. The inverter turn-off time is thus maintained by feedback control rather than the use of special function generators. A 20-kVA laboratory development drive system has been built and successfully tested using this control strategy.