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。     

基于合成中矢量的三电平PWM整流器中点平衡新方法

通过分析各种矢量对三相三电平PWM整流器中点电位的影响,提出了一种基于合成中矢量的新的5段式矢量调制算法.采用Matlab对新型5段式和传统7段式三电平PWM整流系统进行了对比仿真.结果表明,该法从中矢量入手,有效地解决了在小输出滤波电容情况下,PWM整流器瞬态过程中的中点电位不平衡问题.     

基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制

Vienna整流器的中点电压振荡问题会造成直流侧电容电压分布不均,导致交流侧输入电流波形畸变,开关器件承受电压不一致而损坏等问题。针对Vienna整流器中点电压不平衡的问题,研究了三电平空间矢量调制对Vienna整流器中点电压产生的影响。首先介绍了Vienna整流器的工作原理,然后分析了空间矢量对中点电压的影响,并基于SVPWM调制提出了一种中点电压波动的抑制策略。最后,搭建了15 kW实验样机,验证了所提控制策略的有效性,解决了中点电压不平衡的问题,明显改善了输入电流波形质量。     

三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定.在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动...     

二极管箝位型三电平PWM整流器中点电位平衡模糊控制研究

分析了三电平变换器中点电位不平衡的原因,详细地讨论了空间矢量控制方法中不同矢量对中点电位的影响;提出基于控制因子的模糊控制器,用模糊控制策略自适应地改变控制因子的大小,实现三电平二极管箝位型PWM变换器直流侧两电容电压的平衡。这种方法不需要额外的硬件开销,用软件就能实现。最后文中在实验样机上实验,三相三电平电压型PWM整流器实现了高功率因数,结果验证了该平衡控制方法的可行性和有效性。     

三电平PWM整流器中点电位平衡控制研究

针对三电平脉宽调制(PWM)整流器直流侧两电容电压不平衡问题,提出了基于中点电荷预估控制的电压平衡控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d,q坐标系下的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,搭建了基于数字信号处理器(DSP)的实验平台并进行实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

三电平NPC整流器空间矢量脉宽调制及中点电位平衡控制

为了减少开关损耗和避免不同区域矢量在扇区切换中发生突变,提出了一种最优的空间矢量脉宽调制算法,即所有输出矢量的首发矢量全部采用负小矢量。具体给出了参考电压矢量在矢量空间中具体位置的判定、相应的输出电压矢量作用顺序,推导了三角形顶点各开关矢量的作用时间以及脉冲的输出。基于检测到的三相输出电流、中点电流方向和直流侧电容电压,提出了利用冗余电压小矢量精确控制中点电位平衡的策略,并用实验结果验证了中点控制策略和调制算法的正确性。     

基于Buck-Boost电路的三电平逆变器中点平衡控制研究

针对二极管箝位式三电平逆变器中点电压不平衡问题,通过分析产生中点电压偏移的原因,采用基于Buck-Boost电路的中点电压平衡方法,并对该平衡电路提出一种PI控制策略。分别对常规小矢量调节法和Buck-Boost电路平衡法进行了研究和分析,仿真结果表明Buck-Boost电路平衡方法及控制策略可有效抑制中点电压偏移,并在高调制比和小电容情况下,电压平衡效果优于常规小矢量调节法。     

三电平PWM整流器的研究

针对三电平PWM整流器的拓扑结构进行了分析,在建立其同步旋转坐标系数学模型的基础上,设计了电压、电流双闭环控制器。保证电流内环较快的跟随性能,控制交流侧电流为畸变很小的正弦化电流,且功率因数为1;保证电压外环的抗扰性能,稳定直流侧输出电压。系统还采用基于零序电压注入的SPWM控制方法对中点电位进行控制,此方法不仅使中点电位得到有效的平衡,而且控制方法简单,鲁棒性能也强。利用上面所述方法对系统进行Matlab软件仿真分析,验证了系统控制方法的正确性,并在此基础上使用MC56F8345DSP作为主控芯片完成了硬件电路的搭建,通过实验验证了双环控制器和中点电压平衡方法的可行性和有效性。     

基于预测控制算法的三电平中点电压平衡控制

传统的NPC型三电平变换器中点电压不平衡控制算法,是基于当前不平衡电压,通过控制冗余小矢量来实现的.该算法不能精确控制中点电压.采用一种新型预测控制算法对中点电压进行平衡控制,引入中点电压评估函数,其综合当前中点电压误差及预测中点电压误差,选择最优的开关作用顺序,从而达到精确控制中点电压的目的.仿真分析和实验结果验证了该算法的可行性和平衡控制的有效性.     

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整流器网侧LCL滤波器设计

采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点.然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及.本文以三电平PWM整流器为研究对象,提出了适用于三电平PWM整流器LCL滤波器的设计方法,并通过Simulink仿真和实验验证了滤波器的优良性能.     

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。     

NPC型三电平逆变器的中点电位控制方法研究

NPC型三电平逆变器与传统的二电平逆变器相比具有许多优点,因此在高压大功率场合得到了广泛的应用。但特殊的拓扑结构同样使其存在着中点电位不平衡这一固有问题。针对该问题,在空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基础上,提出了一种基于平衡因子与矢量选择相结合的中点电荷预测控制策略,即在调制过程中先通过平衡因子来消除中点电荷,但当平衡因子超出其调制范围时,再通过矢量选择来进一步抑制中点电位波动。最后在MATLAB中建模并进行了仿真研究,仿真结果证明了该方法的有效性。     

多电源输出发电机系统中PWM整流控制策略研究

针对多电源输出发电机系统要求输出高质量直流电压的问题,将基于电压定向的SVPWM控制策略应用于该系统的整流装置中,采用便于数字实现的矢量合成方法来提高整流器的动、静态性能,建立了三相PWM整流器的数学模型,并给出了整流器在输入电压和负载变动情况下的仿真和实验波形。结果充分表明了该方案的有效性和实用性。     

VIENNA整流器中点电位平衡控制策略研究

针对三相三电平VIENNA整流器存在的中点电位波动问题,文章在传统载波移相调制技术(CPS-PWM)的基础上进行改进,提出一种14脉波的中点电位平衡控制策略。根据等效电路分析VIENNA整流器工作原理,根据空间矢量调制原理分析载波移相调制过程,确定中点电位不平衡原因,根据面积等效原理通过高频PWM异或控制脉冲实现分解冗余和非冗余矢量成分,并设立中点电位补偿系数D调节分解比例,保证中点电位平衡。实验结果表明,提出的控制算法不仅平抑中点电位波动、稳定直流侧输出电压,还降低了网侧电流畸变,且原理简明易于实现。     

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算，由低成本的单片机控制系统实现较为困难。本文提出了一种空间矢量的简化算法。该方法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量，直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间，简化了运算过程。并以Intel80C196MC单片机为控制核心设计制作了一套三相PWM整流器的实验装置。实验结果验证了本文所提出电压空间矢量控制简化算法的有效性。     

基于等效电路模型的新型三电平逆变器载波调制方法的研究

提出了一种新型的基于三角载波水平移相的三电平逆变器PWM调制方法。通过分析三电平电压型逆变器主电路结构,建立了相应的等效模型,给出了一种提高等效开关频率的具有二重化特点的载波水平移相调制算法。该调制方法与三电平逆变器空间矢量方法相比,其具有计算简单、实现简单等优点,与一般载波垂直移相调制算法相比,其具有低次谐波小、等效开关频率提高一倍、容易滤波等优点。通过仿真研究,验证了该调制方法的可行性。通过建立等效模型为采用两电平三相逆变器各种调制算法来实现三电平逆变器的控制奠定了研究基础。     

三相电压型PWM整流器的一种改进前馈控制策略

针对三相电压型PWM整流器受到负载扰动和电网波动的影响较大问题,在分析其数学模型的基础上,根据输入输出之间的功率平衡关系,提出了一种改进的前馈控制策略。前馈信号同时包含了电网电压和负载的信息,通过快速调节交流侧进线电流,使得系统功率平衡得以维持。在所搭建的实验室平台上做了相应的模拟实验,验证了控制策略的有效性,提高了系统对负栽扰动和电网波动的抗干扰能力。