基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程。采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制。给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式（SVPWM）进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析。结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1。     

三电平PWM整流器双闭环系统设计与仿真

三电平PWM整流器多采用电压控制外环和电流控制内环组成的双闭环控制系统,电压外环的作用,是根据直流电压Vdc的大小决定三电平PWM整流器输出功率的大小和方向,以及三相电流给定信号。电流内环的作用,是使整流器的实际输入电流能够跟踪电流给定,实现单位功率因数或功率因数可变。本文主要研究了三电平PWM整流器的系统设计,并进行了仿真。结果表明,设计的双闭环系统具有良好的抗扰动性能,动态响应也得到了明显的改善。     

三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。     

CRH2动车组三电平PWM整流器仿真及谐波分析

CRH2高速动车组采用三电平PWM整流器,针对单相三电平PWM整流器在牵引传动中的要求,分析了其结构与工作原理,研究了PWM调制原理及其电压电流的双闭环控制方式。采用Matlab/Simulink进行CRH2单相三电平PWM整流器仿真。实验表明,电压电流双闭环控制能实现网侧功率因数接近于1,直流侧电压稳定。并运用双边傅立叶变换方法,分析其电流谐波特点。     

三电平整流器中性点平衡控制策略的研究

基于四象限运行的二极管箝位式三电平PWM整流器,采用一种新型的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并深入分析三电平整流器中性点平衡的原理及控制算法,提出了一种支持整流器四象限运行的无需直流侧电流传感器的直流侧功率流向判断方法.最后通过实验验证了控制算法的有效性.     

基于LQRI控制的三电平PWM整流器的实现

研究了三电平电压型PWM整流器的新颖控制算法,针对传统LQR控制存在稳态误差,提出了含有积分控制的线性二次型最优控制算法(LQRI).建立了基于电网电压定向三电平PWM整流器两相同步旋转坐标系下的数学模型,推导了内环控制的状态方程,实现了电流环控制参数的最优设计,并给出了采用LQRI控制器三电平PWM整流器的整体控制策...     

基于电流解耦的双闭环三电平PWM整流器研究

分析了三电平PWM整流器在旋转d,q坐标系中的简化数学模型;建立了电压、电流解耦环节,对解耦后的d,q轴电流id,iq分别进行PI控制.采用正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称SPWM)控制策略,以TMS320F240型数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)为数控平台实现了三电平整流器的电流解耦控制;最后给出了相应的仿真和实验波形.经研究发现,该整流器的谐波小,功率因数高,动态性能好,证实了三电平PWM整流器的电流解耦控制策略是正确可行的.     

三电平整流器PWM控制技术

为了分析三电平PWM整流器解耦控制的运行效果,采用对三电平PWM整流器在旋转dq坐标系中进行坐标变换的处理方法,得到了其简化的数学模型,建立电压电流解耦环节,对解耦后的dq轴电流分量分别进行PI控制,实现了电流内环和电压外环的独立控制.仿真结果表明,采用该方法进行解耦控制的三电平PWM整流器相电压、相电流在稳定运行时基本上保持同步,并且网侧相电流的THD只有2.865%,能够达到直接上网的要求.     

三电平定时滞环PWM电流控制方法

提出了一种三电平定时滞环PWM电流控制方法.以单相压源整流器(VSR)为例,首先详细分析了在定时滞环电流控制方法下电流跟踪误差较大的原因.在此基础上,就电流变化率dis/dt对电流跟踪误差的影响展开了论述,并从开关调制策略入手,通过增加交流侧输出电压零电平,降低dis/dt,以减小电流跟踪误差.由于基于该方法的单相VS...     

固定开关频率三电平PWM整流器直接功率控制

以三电平电压型PWM整流器的数学模型为基础,结合瞬时无功理论,推导了瞬时功率和三电平整流桥开关矢量之间的关系,提出了一种固定开关频率的三电平PWM整流器的直接功率控制方法.该方法基于空间电压矢量调制,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制.相对于传统的开关表bang-bang控制方式的直接功率控制,该方法不仅能够实现系统对有功功率和无功功率的直接控制,而且能保证固定的开关频率,简化了滤波器的设计.实验结果表明该控制策略实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能.     

基于dq变换的三相VSR的研究

建立了基于d-q同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器(VSR)解耦状态方程,给出了双闭环控制策略,即电流内环实现指令电流跟踪控制,电压外环实现稳压输出。在此基础上,提出了SVPWM快速算法,完成了指令电压矢量所在扇区的判断和不同扇区PWM调制波占空比计算方法,避免了非线性运算,提高了运算速度和计算精度。最后,在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统的仿真模型,并进行实验样机的研制,仿真和实验结果表明：所设计的三相PWM整流器实现了单位功率因数运行,输入电流谐波含量低,输出直流电压稳定。     

基于滑模电压控制的PWM整流器研究

建立了同步旋转坐标下三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,对电压外环提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模控制算法,电流内环采用前馈解耦控制.最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明基于该方法能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.     

基于DQ坐标系的单相三电平PWM整流器研究

为了实现牵引传动系统网侧电流正弦化、高功率因数和开关器件承受低电压,一种单相电压型三电平PWM整流器被采用。论文在分析其工作原理的基础上,将三相整流器中使用的DQ坐标系引入单相整流器,并建立了该PWM整流器在DQ坐标系下的数学模型。探讨了一种适用于单相两电平和三电平PWM整流器的DQ坐标系下的预测电流控制方法,通过计算仿真验证了该算法的可行性。     

基于内模控制的三电平PWM整流器控制方法

根据二极管钳位式三电平PWM整流器的电路结构,建立了在dq坐标系的解耦状态空间方程。当系统参数与模型参数不完全匹配时,传统的双闭环调节方法可能会出现解耦失败。为了实现可靠的解耦控制,将内模控制原理应用于三电平PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统的电流PI调节器,并在Matlab/Simulink中进行了大量仿真实验。仿真结果表明,内模控制器能使系统获得优良的动静态性能,而且设计方法简单,参数调节方便。     

PWM整流器负载电流前馈控制策略研究

双闭环PI控制因其在控制系统结构上固有的不足及PI调节的滞后性,难以使PWM整流器在负载扰动下获得良好的动态性能.结合PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,给出了双闭环PI控制系统结构图,设计了负载扰动动态前馈补偿器及简化后的静态前馈补偿器.实验结果表明,静态前馈补偿可显著改善PWM整流器抗负载扰动动态性能.分...     

四象限级联型多电平变换器的PWM整流器控制

分析了四象限级联型多电平变换器的功率单元中,H桥逆变器输出功率的脉动对PWM整流器控制尤其是对其直流母线电压的影响.提出外环控制器为直流母线电压反馈与负裁功率前馈相结合、内环电流控制为比例积分加谐振(PIR)调节器的PWM整流器控制策略.实验表明该控制策略即使在直流母线电容容量很小时,仍然能得到较为稳定的直流母线电压,验证了控制策略的有效性.     

三相VSR运行特性研究

为研究三相电压源整流器( VSR)运行特性,设计基于TMS28346的三相PWM整流器系统.为便于控制,建立了两相旋转坐标系统,引入矢量控制技术.为实现直流侧电压稳定控制及有功、无功解耦控制,采用电压外环和电流内环控制策略.对三相VSR的4种典型运行模式进行分析,指出调制比与直流母线电压、交流电压及电感参数的相互关系,...