基于PMSM模型解耦的电流控制器设计与性能研究

永磁同步电动机(PMSM)是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象,即使在同步坐标系下对电机的磁场电流和转矩电流进行解耦,也无法实现d轴、q轴电压直接控制d轴、q轴电流.提出了电机本体解耦方案,即通过在电机中添加控制模块,把速度电压和互感项去掉,将交、直轴分量的控制转化成两个独立通道的控制系统;其次,设计了一种电流控制器,并将其应用于PMSM的电流控制中.仿真结果表明,该电流控制器具有较好的鲁棒性和动态响应性能.     

LCL型逆变器谐振抑制及双闭环解耦控制器设计

针对三相光伏并网变流器系统,首先在d,q坐标系下建立其数学模型,采用双电流环实现其高性能并网。LCL型滤波器在其固有频率点处的欠阻尼,甚至无阻尼状态会导致滤波器谐振尖峰的产生,易使得整个系统不稳定而控制失效。为此这里利用反馈电容电流的方法,给系统等效地增加一定的阻尼,达到抑制谐振的效果;其次针对传统仅凭经验估算公式设置控制器参数在实际系统运行时表现出较大偏差的问题,采用基于期望系统开环对数幅频特性的方法来有效辨识控制器参数;最后,通过仿真验证了所提控制策略不仅可以减小逆变器直流环电压纹波,而且使得其输出并网电流兼具良好的动态性能和稳态性能。     

LCL型三相并网逆变器双闭环解耦控制器设计

在带LCL滤波器的三相并网逆变器电流双闭环有源阻尼方案中,精确设计控制器参数有助于提高系统控制性能。本文针对其具体拓扑结构,建立了dq同步旋转坐标系下的数学模型,对dq两轴进行解耦控制。研究基于期望频率特性的电流双闭环控制器的设计方法,并重点分析当系统参数发生变化时,对系统稳定性的影响。该设计方法在已知系统参数的情况下,可以准确地计算出内外环的控制器参数,在保证系统性能的同时获得一定的系统鲁棒性。仿真和样机实验结果都表明,该控制器设计方法可以使带LCL滤波器的三相并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计

电网对馈入其中的电流谐波含量有严格的要求.带有隔离变压器的并网逆变器运行时,逆变器输出电流中常含有谐波成分,必须对电流波形质量进行控制.分析了变压器影响逆变器输出电流波形质量的主要原因,建立了含变压器的三相并网逆变器输出电流数学模型,在此基础上提出了同步旋转坐标系下PI控制与重复控制相结合的三相光伏并网逆变器电流控制器设计方案并研制出一台实验样机.实验结果表明,采用该控制方案的逆变器输出电流谐波含量低,电流波形质量较好.     

一种基于交流侧功率解耦的无电解电容光伏逆变器研究

提出一种交流侧并联功率解耦电路的无电解电容光伏逆变器。该光伏逆变器主电路采用电压型H桥,功率解耦电路采用一种七开关双向变换器结构,并联在逆变器交流输出侧。H桥变换器采用电流滞环控制以实现交流并网,功率解耦电路采用基于脉冲能量的控制方式,即根据每个开关周期需要解耦的能量大小计算功率开关的占空比。功率解耦电路采用峰值电流控制,从而加大解耦电容上电压纹波,降低解耦电容器容值,以实现无电解电容的目的。分析了并联功率解耦电路的四个工作模式,讨论了解耦电感和电容的参数设计。建立了提出的无电解电容光伏逆变器的Matlab仿真模型以验证其有效性。仿真结果表明,提出的功率解耦电路解耦电容的容值降低到几十μF,可实现无电解电容器的光伏逆变器,从而延长光伏逆变器的使用寿命。     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。     

分段供电双三相永磁同步直线电机电流解耦与扰动抑制

为减少电机输入端电压和驱动变流器容量,长定子永磁同步直线电机常采用定子分段方式供电,但是定子分段永磁同步直线电机会产生定子电感不平衡并导致电流耦合、动子过分段造成反电动势扰动和推力波动等问题。首先,推导了分段供电双三相直线电机电流控制环中电感不平衡导致的电流耦合和反电动势扰动的表达式,设计了一种反馈解耦补偿器对电流进行解耦,采用动态相对增益矩阵（DRGA）对参数失配下的解耦程度进行分析。在此基础上,设计一种二阶滑模扰动观测器,对由过分段导致的反电动势扰动与电机参数失配进行补偿,增强了电流环的抗扰特性,实现了精确的电流跟踪,有效降低了电机的推力波动。实验结果验证了电流解耦与扰动抑制有效性。     

单相光伏并网逆变器解耦控制策略研究

三相并网解耦控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)能够很好控制输入电网功率的有功和无功分量,调节并网功率因数,提高并网质量,提高直流母线电压的利用率,因此将三相并网解耦控制和SVPWM技术应用于单相光伏并网逆变器的控制中。通过逆变器输出真实和虚拟电流实现功率解耦,并给出单相SVPWM的原理和实现方法。实验结果表明,所设计解耦控制策略能够实现对逆变器功率因数有效控制、且动态性能良好,验证了该控制策略的可行性。     

基于解耦双同步坐标变换的三相锁相环研究

提出了一种三相电压在三相电压不对称、频率突变、相位突变、注入谐波等不平衡情况下,准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。正(负)序同步坐标变换后,将产生二倍频交流分量,这个分量可以看作是由负(正)序电压分量导致的。通过提取负(正)序同步坐标变换下的直流分量,对正(负)序同步坐标变换下的二倍频交流分量进行补偿,构建了正负序解耦模块;同时,合理设计低通滤波器,滤除高次谐波分量,从而准确提取出了三相不平衡电压的正序基波分量。仿真结果表明,该方法能更快速准确的锁定基波正序电压的频率及相位。     

永磁同步电动机的高性能电流控制器

介绍１种多变量带积分补偿的状态反馈型电流控制器。脉冲宽度调制ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ ＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）采用了旋转电压矢量的ＰＷＭ方法,体现了对记电流变化的极佳控制特性。系统仿真和样机试验结果表明,不仅可实现瞬态电流的快速,而且可以消除系统稳态误差,对电流控制的性能有较大的改善。     

逆变器电压电流双闭环控制系统设计

逆变器在可再生能源发电中作为连接能量输入与输出负载的装置,发挥着重要作用,采用合适的控制系统可以得到满足后端电能质量需求的电能。针对电压单环控制调整滞后的缺点,补充中间电流反馈环节以提高控制系统的工作频率。比较了电感电流内环与电容电流内环反馈系统的区别,选取负载抗扰动性能更强的电容电流反馈系统,该控制方案对一般及整流性负载的干扰同时具有较强的平抑能力。针对输出电压及电感电流在数学模型上的交叉耦合作用,通过耦合信号前馈削弱其对控制系统的影响。提出一种基于"模最佳"的整定方法,对调节器的参数进行设计,最终利用仿真验证了所提设计方案的有效性。     

具有低频电流纹波抑制功能的电流型桥式光伏微逆变器

合理的低频电流纹波水平能有效增加微逆变器的寿命,提高光伏电池的输出功率。文中提出一种器件复用的电流型桥式变换器,作为两级式光伏微逆变器的前级,针对该变换器提出了一种双占空比调制策略,分析了在该策略下变换器的工作原理,在此基础上提出了一种可实现光伏电池侧低频电流纹波抑制的策略。分析了变换器的小信号模型,分别设计了升压电感电流内环、光伏电池电压外环以及低压侧电压环的调节器参数,并通过根轨迹验证了在整个光伏电池运行范围内变换器均能稳定运行。实验样机运行结果验证了分析与设计参数的正确性。     

基于光伏并网同步逆变器的控制策略研究

分布式能源发展快速,但相应的输送、保护、运行控制等配套技术相对落后。通过将分布式能源与储能相结合,模拟出同步发电机在传统大电网中的调控特性,以此改变并网逆变器的输出来满足并网需要。对微电网的并离网控制策略进行改进,在并网通过反馈计算调整逆变器输出端的电压特性(幅值、频率和相角),利用虚拟同步发电机技术调整逆变器输出,使并网合闸的冲击电流降低到一定范围内符合并网条件,实现分布式能源并网的平滑变化,以减小对主动配电网的冲击。通过MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,验证了控制方法是否能满足并网需要。     

并网逆变器间接电流解耦控制策略的研究

针对传统并网逆变器相位幅值控制(PhaseAmplitudeControl,PAC)存在的控制灵活性差、误差较大的问题,提出了一种改良的基于相位幅值解耦控制(PhaseandAmplitudeDecouplingControl,PADC)的间接电流控制策略。该策略通过在工业标准允许范围内牺牲功率因数!值,有效地解决了PAC电压幅值和相位两大控制参数的耦合问题,使其可以分别独立地控制,从而提高了控制的稳定性和灵活性,并降低了由电网电压突变、谐波和电感器等效电阻动态变化造成的静态误差。实验结果证明了该控制策略的有效性,且由于实现简单,具有较强的应用价值。     

电流源光伏逆变器与电压源光伏逆变器的比较研究

对比研究了单级式电流源逆变器与传统的两级式Boost升压电路电压源逆变器光伏并网系统.通过对两种系统在交直流输出特性、功率损耗方面的理论分析和电路试验对比分析,阐述了两者的优缺点,并得出一些新的分析结果.这为相关学术研究提供了进一步讨论的数据,为光伏并网逆变器的选择提供理论和试验依据.     

并网逆变器问接电流解耦控制策略的研究

针对传统并网逆变器相位幅值控制（Phase Amplitude Control，PAC）存在的控制灵活性差、误差较大的问题，提出了一种改良的基于相位幅值解耦控制（Phase and Amplitude Decoupling Control，PADC）的间接电流控制策略。该策略通过在工业标准允许范围内牺牲功率因数A值，有效地解决了PAC电压幅值和相位两大控制参数的耦合问题，使其可以分别独立地控制，从而提高了控制的稳定性和灵活性，并降低了由电网电压突变、谐波和电感器等效电阻动态变化造成的静态误差。实验结果证明了该控制策略的有效性，且由于实现简单，具有较强的应用价值。     

电流源逆变器双馈电供电动机的变频调速

研究电流源逆变器双馈电动机的变频调速，详细讨论了亚同步和超同步工作原理，功率流和波形。     

光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

在光伏并网微型逆变器中,输出功率含有两倍工频的功率脉动,而光伏组件根据MPPT算法控制输出为恒定的功率,这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两端的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限,远低于光伏组件的寿命要求,成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型逆变器中的功率解耦技术,进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法,最后对其进行比较并指出各种方法的优缺点。     

基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究

分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型。采用了基于电压和电流的双环控制策略,并针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证。在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节的PI参数,双闭环控制逆变器具有较高的可靠性和理想的动态响应能力。     

基于空间矢量电流调节器的三相四桥臂逆变器的解耦控制研究

该文提出了一种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。内环使用了-基于三维空间矢量的电感电流内环调节器，使电感电流相当于一受控电流源，解除了电感电流引起的耦合效应。外环采用了同步电压控制器，使用一个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。电容电流参考前馈策略的使用解除了由滤波电容引起的耦合效应；负载电流前馈策略的使用使系统具有对各种负载的快速反应和适用能力。建立了整个系统在dqo空间的控制模型，实现了对d，q，o三个分量的独立解耦控制。给出了在各种不平衡和非线性负载情况下的仿真结果，验证了该控制方案的可行性。