无差拍电流预测控制的PWM整流器仿真研究

通过对PWM整流器控制方法的分析,提出了一种新的无差拍电流预测控制策略。与传统的电流预测控制相比,该方法通过对幅值和相位的补偿,改善了传统控制方法所存在的初值问题和直流漂移问题;并且为了进一步提高系统的可靠性,降低整个系统的成本,采用了基于虚拟磁链的无电网电压传感器的控制方法来确定电网电压的相位。最后在Matlab软件中对其主电路和控制回路进行了建模与仿真分析,验证了系统设计的可行性。     

三相Vienna整流器无网压传感器预测电流控制策略

设计三相Vienna整流器的闭环控制系统时需要采集电网电压信息,而使用传感器会增加系统硬件成本和复杂度,为此该文提出一种适用于三相Vienna整流器的无网压传感器控制策略.首先,在两相静止坐标系中建立三相Vienna整流器的虚拟磁链数学模型,利用二阶低通滤波器来改进电压观测器,对电网电压进行估算,在不增加算法复杂性的前提下避免了纯积分运算.其次,由于该方法估算的电网电压存在一定误差,因此运用预测电流控制策略构建控制系统,并针对实际系统中采集与处理环节所引起的信号滞后问题,提出二步预测电流法以补偿信号滞后.最后,对所提出控制策略进行仿真分析和实验验证.其结果表明,网侧输入电流谐波含量低,直流侧输出电压准确跟踪给定值,保持单位功率因数运行,系统具有良好的动态、稳态性能,从而验证了该文所提策略的正确性和可行性.     

基于电流重构的PWM整流器控制研究

在深入研究PWM 整流器拓扑和数学模型的基础上,提出一种基于相电流重构和虚拟磁链的PWM 整流器无传感器控制策略。三相交流电流可根据直流母线电压和开关管信号进行重构,重构电流进行调理滤波后可用于建立虚拟电网磁链从而估算出坐标变换所需的角度信息。该控制策略不仅可作为无传感器控制系统独立运行,也可作为传统PWM 整流器的一种备用控制方案,降低因传感器故障造成的影响,提高系统的可靠性。实验部分搭建了基于RT‐LAB半实物实时仿真硬件电路和 TMS320F28335数字处理器的实验平台,实验结果证明了该控制策略的正确性和可行性。     

无电网电压传感器三电平PWM整流器研究

在大功率三电平整流器应用中,为降低成本、提高性能,研究了一种无电网电压传感器三电平PWM整流器。在分析其数学模型的基础上,采用三电平SVPWM简化算法,将传统两电平电压空间矢量控制算法应用于三电平,并结合一种新颖的虚拟磁链观测器,提出了基于虚拟电网磁链定向的三电平PWM整流器矢量控制策略,在双三电平变频器系统中对其进行实验研究。实验结果表明,该三电平PWM整流器可较好地稳定直流母线电压,提高整流器功率因数,并具有良好的动静态特性。     

三相电压型PWM整流器预测功率控制研究

提出一种基于功率预测的三相电压型PWM整流器(VSR)直接功率控制。对三相VSR进行分析,建立两相静止坐标系下的数学模型,在瞬时功率理论的基础上建立功率的预测模型,以功率跟踪误差为目标函数来选择合适的交流电压矢量,针对功率跟踪存在的稳态偏差采取误差反馈校正以优化模型、提高精度,然后采用空间矢量调制实现恒定的开关频率,并通过估算电网电压实现无电压传感器,可以有效节省系统成本、提高系统鲁棒性。进行了详细的理论推导和仿真分析,其仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

无电网电压传感器三相PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制研究

电压型三相PWM整流器与变频器供电三相交流电机的定子电路有很大的相似性,采用类似于交流电机磁链观测的方法构造出虚拟的电网磁链矢量,作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,可以达到取消交流侧电网电压传感器、降低PWM整流器硬件成本的目的.准确观测虚拟电网磁链是PWM整流器虚拟电网磁链定向无电压传感器运行的关键.与同步电机磁链观测相似,虚拟电网磁链的观测也存在初始值的问题.不带初始磁链估计的观测器会导致PWM整流器在起动过程中产生很大电流冲击甚至无法起动.为了解决这一问题,该文通过深入分析虚拟电网磁链的特点,提出了一种新的带初值估计的虚拟电网磁链的观测方法.仿真和实验结果验证了所提出观测方法的有效性和无电网电压传感器条件下,三相电压型PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制运行的良好动、静态特性.     

三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究

三相电压型PWM整流器有间接电流控制和直接电流控制两种方式 ,两种控制方式各有优点。根据三相电压型PWM整流器的高频动态数学模型 ,提出了基于开关函数检测的无电流传感器控制策略。该控制策略兼有间接电流控制结构简单 ,成本低和直接电流控制动态响应速度快、限流容易、控制精度高等优点。实验结果验证了控制策略的可行性     

基于预测功率的三相电压型PWM整流器控制

基于直接功率控制理论研究了一种用于三相电压型整流器的空间矢量控制策略,不需要进行查找开关表和功率PI调节环,实现了定频控制。在MATLAB/Simulink下搭建了基于预测直接功率控制仿真模型,并与传统的开关表控制进行比较。仿真结果表明,基于P-DPC的控制系统实现了定频控制,具有动态、静态特性良好,鲁棒性好,控制精度高等优点。同时验证了新控制策略的可行性。     

不平衡电网电压下的PWM整流器预测电流控制

传统的PWM整流器预测电流控制在理想电网下能够取得良好的动、静态性能,具有开关频率固定、动态响应快和谐波小等优点,但在不平衡电网下会带来电流畸变、功率脉动和直流母线电压波动等问题。基于一种新型瞬时功率理论提出在理想电网和不平衡电网下都能够获得良好性能的改进预测电流控制。该方法以得到正弦网侧电流、消除有功二倍频波动为控制目标,通过解析推导得到相应的电流参考值,然后基于电流无差拍原理得到下一时刻的电压参考值,进而用空间矢量调制来合成该参考电压矢量。相比现有基于传统瞬时功率理论和正负序分解的解决方案,所提出的改进预测电流控制无需复杂的正负序提取计算和功率补偿算法,能够有效抑制功率波动和电流谐波,具有较大的实用价值,其有效性通过仿真和实验得到验证。     

三相高频PWM整流器的预测电流控制

研究了三相高频PWM整流器的数学模型，分析了预测电流控制方法的基本原理．给出了电压控制环路计算的方法。最后给出了实验结果.     

带有源滤波功能的PWM整流器预测直接功率控制研究

针对三相电压型PWM整流器和有源电力滤波器具有相同的拓扑结构,提出了一种预测直接功率控制（P-DPC）策略。以整流器交流侧输出电压为控制对象,使整流器不仅能够为负载提供能量,并兼具有源电力滤波器抑制电网谐波的功能,提高了设备的利用率。该控制策略与空间矢量脉宽调制相结合,与传统直接功率控制相比,不使用开关表和锁相环且开关频率固定,算法更为简单。李雅普诺夫稳定性分析证明了控制算法能够使系统全局渐进稳定。最后通过仿真验证了所提出的控制策略的正确性和可行性,仿真结果表明控制系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

电压型PWM整流器模糊逻辑功率预测控制策略

根据PWM整流器在两相静止坐标系中的数学模型及瞬时功率理论,提出了一种瞬时功率预测方法,并结合模糊逻辑,改进了直接功率控制策略.该策略具有更好的动态性能,更快的响应速度.同时建立了基于MATLAB的PWM整流器仿真平台及研制了实验样机,通过仿真和实验结果验证了所提出的方法的可行性和有效性.     

预测瞬时值控制电力用三相有源滤波器

本论文提出三相并联型有源滤波器的两种新的控制方法，即正弦波化控制和瞬时无功功率的控制方法，它们是基于预测瞬时电流的PWM控制。利用这种控制方法，既不需要瞬时功率信息，也不需要坐标变换，能够实现电流的正弦波化并能有效地消除由负载产生的瞬时无功分量，通过这种控制能有效地简化控制电路。     

基于空间矢量的PWM整流器直接功率控制

为克服传统型直接功率控制开关频率不固定的缺点,提出了一种基于空间矢量调制的三相Boost型PWM整流器直接功率控制策略(DPC-SVM).虚拟磁链估计器代替电压传感器,运用瞬时功率理论,估算虚拟磁链来计算有功和无功功率,采用电压外环和功率内环的控制方式,并做了仿真研究.研究和分析表明,DPC-SVM的应用使系统具有结构和算法简单、动态响应快、高功率因数、开关频率固定和低谐波等特性.     

基于虚拟磁链的PWM整流器的直接功率控制

三相PWM整流器的直接功率控制(DPC)比电压定向控制(VOC)的动态响应要快,并具有良好的抗干扰性能.提出一种新的基于虚拟电网磁链的三相电压型PWM整流器DPC策略.分析了PWM整流器工作原理,建立了电压型PwM整流器在α-β、d-q坐标系中的数学模型,并在此基础上,通过应用虚拟磁链概念,提出了三相电压型PWM整流器在α-β、d-q坐标系中的虚拟磁链模型.由于通过估计虚拟磁链来计算无功与有功功率,因此可省略三相PWM整流器的电网侧电压传感器,该控制系统的结构为直流输出电压外环,功率控制内环.仿真结果表明:与传统的DPC方法相比较,基于虚拟磁链的三相PWM整流器DPC系统结构简单,能有效减少传感器的数量,且抗干扰能力强,电网输入电流的畸变较小,具有更好的瞬时功率动、静态控制特性.     

电网不平衡下基于滑模变结构的三相电压型PWM整流器恒频控制

基于滑模变结构的控制算法只需在 坐标系下完成控制目标无需进行复杂的d-q坐标系变化,且实现了恒频控制。当电网电压不平衡时,通过设置三个控制目标来对系统进行控制,即消除负序电流、消除有功功率波动、消除无功功率波动。为了提高控制精度,通过采用T/4延时法只提取正序电流分量和负序电压分量,无需提取负序电流分量,针对设置的三个控制目标进行不同的功率项补偿,进而达到控制目标的要求。理论推导和仿真实验结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

PWM整流器启动瞬时电流过冲抑制策略

针对PWM整流器启动过渡过程中网侧电流过冲问题,提出了一种新型瞬时电流过充抑制方法,实现简单,无需复杂的控制算法,当检测到电流越限时,只需判断三相电流所存在的按照一定规则划分的当前区间,即可确定各开关的通断状态,实时抑制电流过冲。实验结果显示,利用该电流过冲控制策略,PWM整流器在可控整流启动过渡过程中未出现明显的电流过冲现象。     

三相电压型PWM整流器不平衡控制虚拟导纳法

输入电压不平衡会导致三相电压型PWM整流器谐波增加、损耗增大,严重时可以烧坏整流器。针对传统的解决方案结构较复杂、运算量大,提出虚拟导纳控制法。根据三相电压型PWM整流器不平衡时瞬时功率平衡理论,找到虚拟导纳这一核心控制量,引入可实现电流无静差控制的广义积分器,形成两相静止坐标系下电流控制简化方法,由此设计了虚拟导纳控制系统。通过Matlab仿真和实验验证表明该控制方法不仅性能稳定,实现三相电压不平衡时电压无波纹控制和实时可控的功率因数,而且不需要对正负序电流进行独立检测,提高了系统的快速性。引入的广义积分器具有的简单离散迭代算法也大幅减少了计算量。     

电网不平衡下虚拟同步发电机功率-电流协调控制策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)技术通过模拟同步发电机运行机理,在理想电网条件下能够使分布式电源友好接入电网。然而,在不平衡电网电压下,则会出现输出功率振荡、电流不平衡等问题。为克服这些问题,提出了一种基于静止坐标系下虚拟同步发电机功率-电流协调控制策略。该控制策略根据瞬时功率理论计算负序电流参考值,建立了恒定有功、无功及电流平衡3个控制目标的统一解析表达式,实现功率-电流的协调控制,提高了系统运行性能。最后仿真结果验证了所提控制策略的有效性。