基于Si8250的数控开关电源环路补偿器设计

以数字电源控制器的设计方法为研究对象,通过建立数控半桥变换器的环路数学模型,利用MathCAD和Matlab来完成环路开环稳定性的运算和分析,采用Venable III型补偿方法设计出数字PID补偿器。环路补偿实验证明,利用Si8250控制器的直接数字控制方案可以达到很好的环路动态响应和稳定特性。     

基于粒子群算法的传感器动态补偿及Labview实现

以冲击波压力测试为背景,介绍了一种基于粒子群优化算法(PSO)的动态补偿数字滤波器的设计方法。针对压力传感器进行了动态校准实验研究和计算机仿真研究,根据传感器动态标定时的输入输出数据及参考模型,利用粒子群优化算法进行寻优,得到的全局最优值即为传感器动态补偿器的系数,最后在LabVIEW平台实现了动态补偿滤波器的设计,实验结果表明经过补偿器处理后的数据很好的反应了输入的被测信号。     

Type-Ⅲ数字补偿器在双Buck逆变器中的实现

开关电源环路设计、补偿与参数整定一直是研究的焦点,本文所研究的典型双Buck逆变器是由2个Buck电路组成的。首先分析电流连续控制模式(CCM)下考虑寄生参数的单Buck电路系统模型,通过分析波特图采用经典的PI控制器无法降低系统静态误差和提高动态响应能力;然后设计了基于零极点补偿的Type-Ⅲ数字补偿器,在MathCad软件下搭建数学模型进行理论分析,并使用双线性变换法实现数字化转换;最后制作实验样机验证控制模型及环路补偿参数的合理性。结果表明,CCM下考虑寄生参数的双Buck逆变器采用所建立的Type-Ⅲ补偿器,具有良好的抗负载扰动性能。     

电压控制型Boost变换器的PID补偿器分析与设计

针对典型的Boost变换器,为使整个电路有更好的动态性能和静态性能,需对控制网络进行补偿设计.以Boost变换器开关管开通和关断状态列写状态方程,建立小信号模型分析控制环路的幅频特性和相频特性,通过定量计算得出PID补偿器的参数,使变换器存在足够的相位裕度和所需穿越频率,保证系统稳定工作,并通过仿真验证了设计的正确性.     

基于PSIM的±10kvar静止同步补偿器建模及仿真

动态无功补偿装置近年来在风电场及光伏电站应用越来越广泛,为更好地掌握动态无功补偿装置的原理及运行特性,基于电流直接控制策略的控制系统,建立了±10 kvar静止同步补偿器(STATic synchronous COMpensator,STATCOM)的仿真模型;并运用电力仿真(Power SIMulation,PSIM)软件对所建模型进行了系统仿真,得出了STATCOM的动态补偿仿真波形。结果表明:该无功补偿装置具有良好的动态补偿特性。     

基于PSCAD/EMTDC的不平衡负载的静止无功功率补偿研究

在总结已有的研究成果基础之上,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器控制之中。用PSCAD/EMTDC软件建立了补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器的仿真模型。通过理论分析和仿真研究验证了该软件及所建立的仿真模型能很好地模拟补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器的电路。     

Buck斩波器控制补偿电路的设计

文章在分析基于功率控制的Buck变换器的小信号模型的基础上,探讨了斩波器中反馈控制的传递函数和环路参数的设计,设计了双极点、双零点的PI补偿器。实验结果表明,补偿后的系统不仅提高了系统响应速度,而且消除了稳态误差,系统性能明显提高。     

高频感应加热电源斩波器补偿电路的设计

文章在分析基于功率控制的Buck变换器的小信号模型的基础上,探讨了斩波器中反馈控制的传递函数和环路参数的设计,设计了双极点、双零点的PI补偿器。实验结果表明,补偿后的系统不仅提高了系统响应速度,而且消除了稳态误差,系统性能明显提高。     

考虑模型不确定性的基于分解控制直流电机系统的摩擦补偿方法

针对陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性动态摩擦和电机波动力矩，为提高转台摇摆状态位置跟踪精度，该文基于分解控制的设计方法提出了一种新的鲁棒自适应摩擦补偿方法。该设计具有积分形式的自适应补偿器来补偿常值的可参数化的摩擦模型不确定性，而设计鲁棒补偿器来补偿不可参数化的摩擦模型不确定性。最后综合两种补偿器形成完整的补偿控制律。Lyapunov方法证明了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪性能，仿真结果证实了该补偿方法对高精度运动曲线跟踪的有效性。     

模块化多电平动态电压补偿器的控制策略研究

提出一种模块化多电平结构应用于动态电压补偿器的新技术。模块化多电平结构易扩展,便于实现,且具有公共直流母线,能够实现四象限运行。文中对模块化多电平动态电压补偿器的拓扑结构和工作特性进行介绍和理论分析。通过对几种补偿策略、子模块电容电压控制策略和MMC逆变单元调制策略的对比介绍,提出了适用于模块化多电平动态电压补偿器的同相补偿、子模块电容电压分层控制和载波移相PWM调制的控制策略。利用PSCAD软件搭建仿真模型,通过仿真分析,验证了模块化多电平动态电压补偿器控制策略的有效性和可行性。     

具有快速动态响应的数字功率因数校正算法

为了提高功率因数校正(power factor correction,PFC)输出电压对负载变化的动态性能,在分析电压环对输入输出谐波影响的基础上,提出一种快速动态响应数字PFC算法。该算法通过增大电压环带宽来提高负载动态响应速度,采用矢量旋转方式产生谐波补偿量来抵消因电压环带宽增大引起的二次谐波。它无需增加外围硬件电路,通过与控制芯片相对应的图形化编程方式完成快速动态响应数字算法。实验结果表明当负载功率发生大范围变化时,所设计的系统具有快速动态响应能力,同时输入电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)小于10%,功率因数达到0.99。     

Novel reactive power controllers for the STATCOM and SSSC

The paper investigates the dynamic operation of both static synchronous compensator (STATCOM) and static synchronous series compensator (SSSC) based on a new model comprising full 48-pulse GTO voltage source converter for combined reactive power compensation and voltage stabilization of the electric grid network. These key FACTS devices are power electronic GTO converters connected in parallel or series with the power system grid and are controlled by novel decoupled controllers. The complete digital simulation of the STATCOM and SSSC within the power system is performed in the MATLAB/Simulink environment using the power system blockset (PSB). The STATCOM scheme and the electric grid network are modeled by specific electric blocks from the power system blockset while the control system is modeled using Simulink. Two novel controllers for the STATCOM and SSSC are presented in this paper based on a decoupled current control strategy to ensure stable operation of the STATCOM under various load excursions. A novel control scheme for the static synchronous series compensator (SSSC) is also implemented to provide a full controllable series compensating (buck/boost) injected voltage over a specified capacitive and inductive range, independently of the magnitude of the transmission line current. The series reactive compensation scheme with an external dc power supply can also compensate for any voltage drops across resistive component of the transmission line impedance. The novel decoupled controller uses a phase locked loop (PLL) with a novel reduced inherent time delay to improve the transient performance of the SSSC. The performance of both STATCOM and SSSC schemes connected to the 230 kV grid are evaluated. The proposed novel control schemes for the STATCOM and SSSC are fully validated by digital simulation.     

静态型无功补偿装置的应用

主要介绍了静、动态补偿装置、静态型无功补偿装置（SVC）,指出可控饱和电抗器、相控电抗器和相控高阻抗变压器等产品,具有造价低和运行维护简单等的特点。举例证,如红沿河核电厂220 kV施工电源自2007年投运以来,由于现场用电负荷较低,一直存在向系统倒送无功等问题,对无功倒送的原因进行了分析,并计算了补偿容量,提出采用静态型无功补偿装置进行无功调节的解决方案。     

牵引变电站无功与负序分量的综合补偿

并联补偿对牵引负荷正序无功功率的补偿只与总的补偿容量有关,与变压器的接线方式及补偿容量在端口的分布方式无关;而对负序功率的补偿,不仅与牵引负荷的大小和功率因数有关,还与其在次边端口的分布方式及并联补偿的性质有关。针对并联补偿对牵引负荷的补偿特点,文中提出2种牵引变电站无功与负序补偿的优化配置方案,并给出2种补偿方案下各个补偿端口补偿容量的通用表达式。以某牵引变电站的实测数据为例,验证了2种补偿方案的可行性。     

准谐振改进型SEPIC变换器建模与分析

凭借高电压增益及低电压应力的特点,改进型SEPIC变换器广泛地应用于光伏、不间断电源等领域。同时由于其具有良好的软开关特性,可应用于高频场合,以提升功率密度。为了拓宽负载变化范围,改善动态响应,其数学模型的建立至关重要。采用广义状态空间平均法,对基于开关电感的准谐振改进型SEPIC变换器进行建模,建立其对应的小信号模型,并得到系统输出的传递函数。使用K-factor的方法设计补偿器,优化系统的动态性能,设计恒流输出的数字控制实现方法,并通过实验进行了验证。     

基于AT90PWM3的无刷直流电机补偿因子速度控制

为了方便、准确、稳定地控制小功率无刷直流电机,提出一种新的调速方法——补偿因子法作为控制算法,设计以AVR系列中AT90PWM3作为主控制芯片的硬件,编写下位机和上位机程序。通过上位机显示,比较在启动和稳态的开环、补偿因子法、单闭环、双闭环的速度曲线,得出补偿因子法为较优的控制算法。     

一种改进的混合静止同步补偿器

作者设计了一种改进混合静止同步补偿器,该补偿器由一个三相电压源型逆变器和补偿电容组成,通过控制三相逆变器输出电压相对于系统电压的相位差间接控制补偿器的输出无功功率。该补偿器能进行补偿功率双向连续调节,控制简单,动态响应速度快,输出电流不含低次谐波,特别是在补偿感性无功功率时,该补偿器直流侧电容电压低,可减小开关器件的应力,降低补偿器损耗,提高装置的运行效率。在理想情况下,上述逆变器容量仅为最大补偿容性无功功率的1/4。文中分析了补偿器的工作原理,推导了补偿器和逆变器的功率公式,并分析了二者的关系。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

牵引变电所新型电能质量调节器的研究

提出了一种牵引变电所新型电能质量调节器的拓扑结构和原理。其特点是：电能质量调节器的补偿对象是变电所，而不是变电所的一个供电臂；将电压型三相变流器应用到牵引电网的两相电路中，通过变流器的直流环节沟通牵引电网上、下行供电臂，从整体上调节牵引变电所的电能质量；在补偿无功功率和谐波电流的同时，调节两供电臂的有功电流，使变电所达到负载平衡状态，达到补偿负序电流的目的。仿真结果验证了该电能质量调节器的可行性。     

高压直流输电系统动态恢复特性的仿真研究

为改善高压直流输电(HVDC)系统故障下的动态恢复特性,运用PSCAD/EMTDC仿真工具,研究了HVDC系统逆变站分别采用固定电容器(FC)、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)3种无功补偿设备时的故障恢复特性,其中故障有直流闭锁、换流母线三相接地、单相接地、远端三相接地等。结果表明,交流系统较弱时,SVC会降低交流系统强度,而导致HVDC系统故障及故障恢复时发生连续换相失败,而STATCOM在电压保持、功率恢复等方面都较其他补偿设备有着明显的优点,能够显著改善HVDC系统的动态特性。     

用于SVC数控系统的数字锁相环的设计与实现

为减少在静止无功补偿(SVC)装置中晶闸管的触发误差,设计了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的全数字锁相环(ADPLL),并进行硬件电路测试.同时分析了全数字锁相环的各模块工作原理并进行了参数设计和电路仿真.最后在实验平台上进行了测试.结果显示,该环路可稳定跟踪电网信号,可为SVC数字控制系统提供快速、稳定、高精度...