无源性非线性控制策略的研究与应用

针对传统控制器在设计时常忽略与系统能量相关的问题,文中给出一种无源性控制策略,并将其应用于阻性负载的单相电流型PWM逆变器中。该控制策略主要是从能量角度分析逆变系统,根据在系统中注入阻尼,重新分布逆变系统能量的方法,使系统能够全局稳定。该方法无需将系统中的非线性因素完全抵消,即可实现电压、电流的渐近跟踪。仿真结果证明此无源性控制策略具有较好的鲁棒性,以及良好的稳态和动态性能,即使负载发生大范围变化,系统仍能保证稳定运行。据此也说明所述方法的正确性和有效性。     

新型电流型PWM整流器控制技术的研究

研究了一种新的具有PWM调制功能的电流型整流器（CSR）的拓扑结构。分析了该电路的工作原理,并对其两种控制技术：正弦脉宽调制（SPWM）技术与空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术进行研究。这种拓扑结构结合了传统的三相相控整流器和直流Buck斩波器的优点,实现了单位功率因数。降低了电流谐波含量。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

电流型变流器在电网电压不平衡时的控制

提出一种电网电压不对称情况下抑制三相脉宽调制(PWM)电流型变流器(CSC)直流输出电流二次谐波、减少网侧电流低次谐波的控制方法.该方法对传统的预测控制进行改进并应用到电网不平衡的三相CSC系统中,获得了良好的控制性能.应用电流空间矢量调制技术,使器件的利用率得到提高.所提出的方法无需电流传感器检测网侧电流,降低了实现成本.实验结果证明所提出的方法是正确、可行的.     

Thyristor-based current-fed drive with direct power control for permanent magnet-assisted synchronous reluctance generator

This paper proposes a robust and simple direct power control (DPC) of a thyristor-based current-fed drive for generator applications. A current-fed drive and permanent magnet-assisted synchronous reluctance generator (PMa-SynRG) are investigated to deliver 3 kW power using a combustion engine. The current-fed drive utilises a thyristor-based three-phase rectifier to convert generator power to DC-link power and a single-phase current-fed inverter to supply a single-phase inductive load. In addition, a new control algorithm is developed based on DPC for the current-fed drive. The DC-link voltage-based DPC is proposed in order to directly control the output power. The goal of the DPC is to maintain the DC-link voltage at the required output power operating point. The DPC has advantages such as a simple algorithm for constant speed operation. Another feature of the developed current-fed drive is its inherent capability to provide generating action by making the PMa-SynRG operates as a generator, rectifying the phase voltages by means of the three-phase rectifier and feeding the power into the load. These features make the current-fed drive a good candidate for driving any type of synchronous generators including the proposed PMa-SynRG.     

电流型交流功率放大器离散衰减变速趋近律控制

交流功率放大器具有输出稳定、精度高以及动态响应快等特点,而且它输出电流的幅值和频率范围较宽,同时能够在基波上叠加多次谐波.为了实现上述性能,文中采用了一种新颖的基于衰减变速趋近律的离散滑模变结构控制策略,既保留了离散变速趋近率的优点,又加快了系统的渐近稳定速度,同时大大减小了系统的抖动.本文给出了电流型交流功率放大器的工作原理,对离散滑模超平面方程进行数学建模分析.文中分析设计了离散滑模切换区和滑模超平面系数的选取范围,以保证该离散滑模变结构控制策略满足滑模条件和收敛条件,以及使系统能够渐近稳定于原点.最后实验结果验证了上述分析和设计的正确性.     

单相电流源型高频链矩阵式PET及解结耦调制

提出一种单相电流源型AC/AC高频链矩阵式电力电子变压器PET（power electronic transformer）拓扑,通过采用高频变压器进行磁耦合及功率传递,使用电流源型电路拓扑实现输入输出的电压变换,其变压器原边采用LC滤波器及矩阵变换器结构,而副边采用矩阵变换器及CL滤波器结构。为使矩阵变换器双向开关合理工作,提出一种前级单极倍频正弦脉宽调制SPWM（sinusoidal pulse width modulation）与后级混合脉宽调制HPWM（hybrid pulse width modulation）相结合的解结耦调制策略,对前级双向开关管进行整体式驱动,对后级双向开关管进行分立式驱动。为了拓宽电力电子变压器的变换特性,对其调制策略进行了变压、变频验证。在对调制原理和主电路工作状态分析的基础上,仿真验证了所提拓扑和调制策略的有效性及可行性。     

三相六电平电流型逆变器仿真与实验研究

分析了三相六电平逆变器的工作原理，给出了开关组合序列，并研究了阻容性负载时的逆变器的输出电流波形、均流电感电流波形。最终的仿真与实验结果验证了理论分析。     

大功率电流源型PWM AC-DC变流器建模与解耦控制

在建立电流源型PWM变流器稳态数学模型的基础上，分析了系统的耦合关系，提出了一种基于小偏量线性化的前馈解耦控制方案。依据该方案设计前馈解耦控制器，削弱系统耦合关系，将电流源型PWM变流器这一两输入两输出的耦合系统改造成两个近似独立的单输入单输出系统，实现了在工作点附近分别控制系统直流电流Id和系统功率因数角ψ这一控制思想，尽量避免或减少不同工作点之间相互过渡过程中的振荡。仿真试验证实了这种前馈解耦控制方案的正确性以及在改善系统速度、稳定等方面的优越性。     

一类单相电流型多电平逆变器拓扑及其PWM方法的研究

现有的关于多电平逆变器的研究工作主要是针对电压型多电平逆变器(VSI)，电流型多电平逆变器(CSI)的研究成果较少。该文提出了一类单相多电平CSI拓扑，结构简单，所用开关器件数和分流电感数较少；由于拓扑具有自均流特性，即使在电路器件非理想的情况下，无需闭环控制仍然可以实现电流的均衡。文中分析了该类5电平拓扑的工作原理以及分流电感的自均流原理；通过引入多载波POD SPWM 技术，给出了该技术在该类拓扑中的具体实现方法。文中最后给出了仿真和实验结果。