PWM整流器直流环节电压双向变换研究

针对在三相电压型PWM整流器交流侧使用变压器降压的一些缺点,提出了在整流器直流环节采用直流双向变换器取代交流侧变压器的新方法,介绍了变换电路和系统电路的拓扑结构和工作原理.该电路特别适合于能量需双向流动的PWM整流和逆变场合.仿真和实验结果证明了该方法简单可行.     

PWM整流器在双馈风力发电机励磁调节中的应用

基于三相电压型PWM整流器的d-q模型,详细分析了PWM整流器的双闭环控制原理,提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略及提高抗扰动性能的前馈控制策略,将PWM整流器应用于双馈风力发电机系统。通过仿真及实验,表明该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压,能够实现能量的双向流动,具有良好的动、静态特性,能够满足风力发电机系统的要求。     

三相PWM整流器控制系统研究

为验证三相PWM整流器的性能,设计了基于TMS28346的三相PWM整流器系统.为方便控制建立两相旋转坐标系统,引入矢量控制技术.为实现直流侧电压的稳定控制和有功与无功功率的解耦控制,采取了电压外环和电流内环的控制策略.为保证系统稳定,控制系统中实现直流电压和功率的速率调节控制.在搭建的双馈风力发电控制实验平台上采用空间矢量脉宽调制技术进行了实验研究,实验结果表明三相PWM整流器能够实现能量四象限传递和功率解耦控制,所设计的控制器具有很好的稳态和动态性能.     

双馈风力发电系统网侧变换器控制研究

基于三相PWM整流器的矢量控制原理，建立了网侧变换器输入电流控制所需的d-q模型，详细分析了交流励磁双馈风力发电系统网侧变换器的双闭环控制原理，提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略，在此基础上研制了一套网侧变换器。实验表明，该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压，能够实现能量的双向流动，具有良好的动、静态特性。     

能馈型半桥PWM整流器研究

能馈型半桥PWM整流器具有直流侧电压恒定、单位功率因数运行、能量可以双向流动等特性,真正意义上实现了绿色电能变换、节能减排的效果。本文详细分析了能馈型半桥PWM整流器的原理及控制方法,并进行了Saber仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,变换器能很好的工作在整流和能馈两种状态,实现了能量的双向流动。     

基于改进开关矢量表的三相电压型PWM整流器北大核心

为了提高三相电压型PWM(脉宽调制)整流器直接功率控制方法的动态特性,根据三相电压型PWM整流器的直接功率控制系统数学模型以及18扇区开关矢量表模型,在动态分析直流侧电压瞬时值的基础上,提出了改进的新型18分区开关表。这种新型矢量开关表在直流侧电压不稳定或者遭受大的扰动时,能够根据直流侧电压瞬时值对系统进行有效控制,达到良好的动态控制效果。通过搭建仿真模型并进行实验验证,结果表明基于新型开关表的直接功率控制系统具有更稳定的控制性能。     

基于改进开关矢量表的三相电压型PWM整流器

为了提高三相电压型PWM(脉宽调制)整流器直接功率控制方法的动态特性,根据三相电压型PWM整流器的直接功率控制系统数学模型以及18扇区开关矢量表模型,在动态分析直流侧电压瞬时值的基础上,提出了改进的新型18分区开关表。这种新型矢量开关表在直流侧电压不稳定或者遭受大的扰动时,能够根据直流侧电压瞬时值对系统进行有效控制,达到良好的动态控制效果。通过搭建仿真模型并进行实验验证,结果表明基于新型开关表的直接功率控制系统具有更稳定的控制性能。     

变频转恒频电源控制系统设计

在AC-DC-AC变换器的基础上,提出对输入AC-DC变换器交流侧加大电感的拓扑结构和解耦PWM控制,实现桥式Boost型变频环节的AC-DC变换;对输出DC-AC变换器采用三相桥式结构拓扑和电压电流双PI调节器PWM控制,实现中间直流环节的DC-AC变换,得到需要的恒定频率三相电源。深入分析了其控制策略的正确性和可行性,给出了关键电路参数与仿真结果,并设计了硬件电路。     

三相电压型脉冲宽度调制整流器的状态反馈线性化控制系统设计

建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型,通过非线性输入变换和引入交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;由此提出了一种电流内环基于状态反馈解耦、电压平方外环基于功率平衡理论的双闭环矢量控制策略,并进行了Matlab/Simulink仿真验证。最后,对基于6MBP20RH060和TMS320F2812设计制作的样机进行了试验,达到了较好的效果。     

三相高功率因数PWM变换器可逆运行研究

研究了一种基于空间矢量调制的三相PWM双向变换系统的控制策略,该系统在整流和有源逆变工作模式下均可改善电网侧的单位功率因数.建立了两相同步旋转坐标系下的变换器低频数学模型;在分析变换器能量双向流动的基础上给出其控制方法,利用电压调节器控制变换器的功率流向,实现变换系统跟随其直流侧电压的变化在整流和有源逆变状态之间的无缝切换.这种电流电压调节器的设计方法和缓起动控制,使系统在整流和逆变模式下均可获得良好的动静态性能.最后给出了实验验证结果.     

A new method of damping harmonic resonance at the DC link in a large‐capacity rectifier‐inverter system

This paper proposes a new method of damping harmonic resonance in the DC link of a large‐capacity rectifier‐inverter system, such as in rapid‐transit railways. A voltage‐source PWM converter is connected in series to the DC capacitor of the rectifier through a matching transformer, acting as a damping resistor to the DC capacitor current. No filters are needed to extract harmonic components from the DC capacitor current. This results in a quick response and highly stable damping. The relationship between the control gain of the PWM converter and the required rating is theoretically discussed. We show that the required rating is less than one‐thousandth of that previously proposed. In particular, regenerating the power consumed by the PWM converter is very important because of the large power in practical systems. Normally, an additional PWM inverter is connected to the DC bus of the PWM converter to regenerate the consumed power. The additional inverter regenerates the DC power to the AC source through a transformer. This method, however, makes the damping circuit complex, thus the proposed method for the DC‐link harmonic resonance is less practicable. In this paper, a simple and novel scheme that utilizes the DC‐link voltage of the rectifier as a DC source for the PWM converter is proposed. The excellent practicability of the proposed damping method with the novel regenerating scheme is confirmed using digital computer simulation. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 144(2): 53–62, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10172     

基于PI调节器及V2G模块开发的双向能源充放电控制系统设计

传统双向能源充放电控制系统忽略了对电流内环和电压外环的控制,导致传统系统的应用效果不理想。为此,设计基于车联网的V2G模块开发及双向能源充放电控制系统。利用双向DC/DC控制电压升降,保持充放电情况下电流电压的恒定,利用电压电流双闭环的空间电压矢量,控制三相半桥电压型PWM整流器,通过PI调节器控制电流内环和电压外环,利用受控状态下的负载电流双向流动,实现双向DC/DC变换器的控制,最终实现能量的双向流动。试验结果表明：所设计的系统电池组电压、电流在0.1 s内即可趋于稳定,且三相交流侧的输出电压与单相交流侧电压分别在约0.02 s和0.12 s时达到稳定。电压相位与电流相位之间相差180°,电流波形良好,交流侧电流谐波得到有效抑制。     

基于SVPWM调制的单相三电平PWM整流器研究

针对单相电压型三电平PWM整流器,探讨了一种新的调制方法——空间电压矢量SVPWM控制法。针对三电平变流器直流侧电压调节和平衡问题,引入了一种新的电压平衡方法。建立了变流器系统的数学模型,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明：在机车运行的两种典型工况即牵引和再生下,SVPWM调制使得牵引变压器一次侧的功率因数接近于1,在电网侧可获得近似正弦波的电流,而且可以在以上两种典型工况间实现平滑的转换。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。     

能馈型高压变频器整流部分的研究

传统的级联型高压变频器只能电动运行,是电网污染的主要来源之一,为克服此不足,这里提出了一种应用三相PWM整流技术的级联型高压变频器.该变频器采用双闭环控制策略,具有输出电压恒定、单位功率因数运行等特点,可实现电能回馈电网,解决了电网的污染问题.通过实际应用显示,该变频器在降低谐波,抑制直流侧电容两端电压波动等方面有很大...     

A single-phase three-level pulsewidth modulation AC/DC converter with the function of power factor corrector and active power filter

A single-phase three-level pulsewidth modulation (PWM) AC/DC converter with the function of power factor corrector and active power filter is proposed to reduce harmonic currents flowing into the power system and to draw a nearly sinusoidal current with unity power factor. The circuit topology of the adopted three-level PWM AC/DC converter is based on a conventional two-level full-bridge rectifier and one AC power switch. The control signals of the power switches are derived from the voltage balance compensator, current controller and detected operation region of mains voltage. A three-level PWM voltage pattern on the AC side of the converter in each half cycle of mains frequency is generated. Computer simulations are implemented to confirm the operation of the adopted converter with the function of power factor corrector and active power filter.     

三电平PWM整流器用于直驱风力发电系统

直驱型风力发电系统的风力发电机需要通过大功率交直交变流器即全功率变流器将风力发电机直接并网,而开关器件水平无法满足全功率变流器的要求,因此研究了二极管箝位三电平PWM整流器在直驱型风力发电系统中的应用。针对这一拓扑和直驱型风力发电系统的特点,采用基于PWM整流器模型的跟踪指令电压矢量的空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流控制策略,使用龙格库塔解析法和Matlab仿真了负载从半载到满载变化时,三电平整流器直流电压的动态响应波形,交流侧电压、电流的变化趋势以及d-q坐标系下有功、无功电流分量跟随参考量变化的波形等。结果表明,该PWM整流器可有效抑制注入电网的谐波,减小交流侧的电流波形畸变;在负载突变时保持直流电压恒定,输出有功、无功可调且动态跟随性能较好。三电平PWM整流器作为全功率变流器的整流部分适合于直驱型风力发电系统的应用。     

移动电站直流并联功率分配研究

在分析了交流电源直接并联存在的不足的基础上,提出了采用三相PWM整流—并联—PWM逆变的供电模式。三相PWM整流器输出的直流电压含有谐波导致直流电压不断脉动,交流电源通过三相PWM整流器进行直流并联时,必须考虑电压脉动的影响。针对此问题,通过在整流器输出侧添加电阻的方式,抑制了电压脉动对并联稳定的影响;分析了并联模块接入时机对并联过程的影响;提出了一种实现并联条件下,单个模块输出功率自由分配的控制方式。最后,通过仿真验证了该控制方式的可行性。     

新型可再生能源发电馈网系统研究

提出了采用电流型脉冲整流器实现的风能或太阳能发电并网的新方法 ,对电流型脉冲整流器的逆变特性和直流至交流具有的升压特性进行了分析研究 ,该方案很好地解决了采用电压型脉冲整流器并网发电 ,在风速低于同步转速时无法将同步发电机所发出的电能充分回收的问题。控制系统采用了DSP控制芯片 (TMS32 0C2 4 0 )。实验证明 ,所述系统在用于风力发电低风速时和用于太阳能发电光线较弱时依然能将电能高品质的回馈电网