基于电压定向矢量控制的三相PWM整流器研究

给出了三相电压型PWM整流器(Voltage Source Rectifier,简称VSR)的拓扑结构和数学模型,根据三相VSR在两相同步旋转坐标系下的数学模型,运用电压定向矢量控制策略,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行双闭环控制。介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制。最后以原理样机的实验结果验证了设计的正确性。关键词:整流器;电压定向矢量;脉宽调制;数字信号处理器     

三相电压型PWM整流器双闭环系统校正方法

分析了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,运用前馈解耦控制策略得到三相电压型PWM整流器的电流解耦模型.根据该模型,提出了三相PWM整流双闭环系统调节器的整定方法,并通过仿真验证了该整定法的可行性.     

矢量控制PWM整流器的建模与仿真

从三相电压型PWM整流器(VSR)主电路拓扑结构出发,建立了基于两相同步旋转坐标系下的系统模型.在系统模型分析的基础上,阐述了三相VSR电压型控制外环和电流控制内环的双闭环控制的基本原理和设计方法,采用一种空间矢量PWM的简化算法,在Matalb/Simulink环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

一种改进的三相VSR双闭环控制系统

提出了一种改进的三相VSR（电压源整流器）双闭环控制系统,研究了三相VSR双闭环控制系统的工程化设计方法和控制器参数整定算法,应用该方法设计了基于dq模型的单位功率因数PWM VSR控制器,并对该控制系统进行了实验分析.结果表明,这种改进的工程化设计方法和控制器参数整定算法对VSR系统是适合的,具有较强的实用性.     

基于电流无差拍控制的PWM整流器

给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正...     

无死区三相高功率因数整流器可逆运行研究

分析了三相电压型PWM整流器系统的拓扑结构,建立了电压型PWM整流器(VSR)在d,q坐标系下的数学模型.采用直接电流控制策略和双闭环控制结构,按此结构确定PI控制器的参数.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,结果表明所设计的整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应性能,实现简单,具有一定的实用价值.设计了一台10 kW的样机,用TMS320F2812实现了整个控制过程,得到了满意的功率因数校正结果.     

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。     

三相电压型PWM整流器控制方法的研究

本文首先介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构,并分别建立了VSR三相静止坐标系下的数学模型和两相旋转坐标系的数学模型。根据上述理论分析,结合电网电压定向的矢量控制思想,提出一种VSR电压外环电流内环的双通道闭环控制结构。有功功率通道的主要作用是控制直流侧输出电压恒定;无功功率通道的主要作用是控制网侧输入电压和电流同相位,即实现单位功率因数运行。为了验证有功功率通道电压外环的必要性,建立无电压外环的对比控制模型;并通过对无功电流分量给定值的改变,验证无功功率通道对功率因数的调节作用。Matlab/Simulink环境下针对以上假设建立仿真模型,仿真结果证明了加入电压外环的必要性和无功电流分量对功率因数的调节作用。即证明了三相电压型PWM整流器电压外环电流内环的双通道双闭环控制策略的正确性。     

基于DSP和CPLD的三相PWM整流器设计

结合三相电压型PWM整流器的数学模型,对整流器控制策略进行了研究,设计了基于PI调节器的电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并以DSP和CPLD为核心构建PWM整流器控制系统,给出了具体硬件电路和详细软件流程.实验结果表明,该PWM整流器可有效抑制谐波,实现网侧单位功率因数控制,具有优越的动静态性能.     

基于DSP的三相电压型整流器

为更好地实现三相电压型整流器数字化控制,从三相电压型PWM整流器(VSR)主电路拓扑结构出发,以数字化控制技术为切入点,以TMS320LF2812为控制核心,根据一种空间矢量算法,简化了DSP芯片的软件设计.并在此基础上给出了由DSP芯片控制的三相电压型PWM整流器的控制系统.详细介绍了交流电压采样、直流电压检测、IPM驱动电路、PI调节器、空间矢量脉宽调制(SVPWM)等控制模块的设计流程及相应的软件控制框图.最后利用Matlab/simulink工具箱建立了三相电压型PWM整流器的仿真模型,并进行了仿真.仿真结果证明:基于DSP控制的三相电压型整流器实现了单位功率因数控制,具有优良的动态和静态性能.     

直接电流控制的静止无功发生器的研究

分析了采用三相桥式电路的静止无功发生器(SVG)的运行原理.指出SVG发出纯容性无功功率时电容两端电压过高的原因及其解决的方法,采用了具有电压环和电流环的直接电流法控制SVG,针对电压环PI调节超调量容易过大的不足提出了PID控制,电流环采用PI调节,给出了参数的整合方法.通过MATLAB仿真给出了系统发出感性和容性无功时电流和电容两端电压的仿真波形,验证了系统的原理及设计思想.     

二阶LADRC在风电并网逆变器网侧直流母线电压控制中的运用

为提高风电并网系统中电网侧逆变器直流母线电压的稳定性和动态响应速度,文中设计一种无对象模型辅助的二阶线性自抗扰控制技术(Linear Active Disturbance Rejection Control, ADRC)以取代电压外环的PI控制器,从而形成一种新的双闭环控制结构。文中利用频域分析法分析了ADRC控制器的稳定性、跟踪性和抗扰能力;最后在3.6MW直驱永磁同步风力发电机组的物理实验平台中验证了该控制结构的可行性,将传统PI控制和文中所提出的控制模式在不同工作条件下的控制效果进行比较。实验结果表明,该文章设计的控制方案优于传统的PI控制器,具有良好的抗干扰性和鲁棒性,大大减少直流侧母线电压波动所造成的影响。     

基于状态空间模型的双Buck逆变器复合控制

双Buck逆变器由于无桥臂直通、可靠性好等优点而被广泛应用,然而当负载突变时输出波形质量较差。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,引入了电流内环PI控制、电压外环重复控制的复合控制策略。其中,电流内环PI控制,可实现系统快速动态响应,解决负载突增输出电压跌落问题;电压外环重复控制提高系统稳态精度。相比传统PI双闭环控制,该复合控制策略下的系统可实现无静态误差,可有效提高控制精度及输出波形质量,增强抗负载突变扰动能力。仿真与实验结果验证了该方法的有效性及可行性。     

基于自适应PSO的微电网双向DC-DC变换器前馈自抗扰控制

针对传统PI控制光储微电网系统双向DC-DC变换器存在的直流母线电压波动大、充放电有效性差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于自适应粒子群优化(APSO)的双闭环控制策略。首先,建立双向DC-DC变换器的数学模型。其次,设计了包括电压环线性自抗扰控制(ADRC)、电流环PI控制的双闭环控制系统,并在电压环中加入前馈控制以增强控制系统的鲁棒性。然后,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于APSO算法的参数优化系统,该算法引入了自适应惯性权重因子,使惯性权重在粒子群迭代过程中可以动态调整以获得更佳的寻优效果。最后,设计一种带罚函数的时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标作为适应度函数,实现了前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)系统控制参数的自主寻优。MATLAB仿真结果表明,所提控制策略能够有效减小直流母线电压波动,提升储能系统的充放电性能,解决了线性自抗扰控制器参数整定问题。     

一种光伏并网逆变器的混合控制策略研究

光伏并网逆变器模型是一个非线性强耦合的系统,光伏电池输出电压受外界光照强度、环境温度等因素的影响。针对以上特点,提出了采用自抗扰控制(ADRC)技术和无源控制(PBC)理论相结合的光伏并网逆变器双闭环混合控制策略。电压外环采用自抗扰技术来保持直流侧电压的稳定并与采用PI控制进行了比较;电流内环采用无源控制理论对并网侧电流进行dq轴解耦,实现对有功电流和无功电流的分别控制并可使系统具有优良的静、动性能。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明,所设计的系统具有良好的鲁棒性和动态性能,所设计的逆变器控制策略是可行的。     

三相单级式光伏发电系统并网控制与仿真

基于三相单级式光伏并网发电系统的电路拓扑结构,提出了一种快速逼近插值算法实现光伏发电的最大功率跟踪,光伏并网采用电压外环和电流内环双闭环控制,通过同步旋转坐标变换结合逆变器的控制,利用比例积分控制实现无功功率与有功功率的独立解耦控制。MATLAB系统仿真结果表明,该方法能够快速稳定地实现单位功率因数最大功率并网,降低并网系统成本,提高光伏并网的电能质量。     

基于滑模控制的三电平PWM整流器建模及仿真

建立了中点箝位三电平PWM整流器的数学模型,为提高系统直流环节动态响应,设计了基于PI调节的电流内环和滑模变结构的电压外环的双闭环控制器。仿真结果表明:该PWM整流器可以有效抑制谐波,实现网侧单位功率因数控制,与常规PI控制器相比,滑模控制器的应用使得直流环节的动态性能得到明显改善。     

基于二阶线性自抗扰的风电并网逆变器电压控制

为了提高直驱永磁风电并网逆变器直流侧电压的稳定,设计了一种二阶线性自抗扰(LADRC)的并网逆变器电压控制器。建立了三相PWM电压源型并网逆变器的数学模型,分析了其传统的双闭环PI控制方式,在此基础上设计了二阶LADRC控制器来代替传统的电压外环PI控制器,目的是使直流侧电压快速稳定,减小波动。分析了电压外环二阶LADRC控制器的设计原理,最后通过在Matlab/Simulink搭建1.5 MW直驱永磁风力发电机组仿真验证所设计控制器的有效性。结果表明,相对于传统的控制方式,所设计的二阶LADRC控制器电压的稳定速度更快,并网电流的总谐波畸变率(THD)更小。即使在电网电压发生扰动时,也能有一个良好的控制性能,提高了直流侧电压的抗干扰能力。     

基于模糊双闭环控制的PWM单相整流器设计

提出将模糊双闭环控制策略用于整流器以提高其功率因数,研究了影响整流器提高功率因数的因素,进而利用模糊推理技术和双闭环控制策略对功率因数和输出电压进行稳定控制,其结果明显优于单纯的PI控制和双闭环控制.     

基于自抗扰的单相PWM整流器直接功率控制

为改善单相两电平PWM整流器的动态性能,本文在传统外环采用PI控制,内环采用功率前馈解耦直接功率控制的双闭环控制方法基础上,提出一种改进控制策略,即引入基于线性自抗扰(LADRC)的电压外环,以减小直流侧电压的超调量,提高系统的响应速度,并增强其抗负载扰动能力。进一步在功率前馈解耦控制的基础上,引入二阶广义积分(SOGI)构建虚拟正交分量,以提高网侧电流对电压的追踪能力,提升系统的动态性能。最后,通过MATLAB/Simulink建立系统仿真模型并进行仿真,对所提出改进控制策略的可行性和有效性进行了验证。