提高PWM整流器抗负载扰动性能研究

提高PWM整流器抗负载扰动能力、减少直流母线电容量是PWM整流器重要的研究内容.文章首先深入分析了PWM整流器在传统带负载前馈的双闭环控制方式下负载突变时动态响应受限制的问题,提出了稳态采用带负载前馈的双闭环、瞬态采用i*q≠0变结构控制的改进方案,有效地提高了PWM整流器抗负载扰动的能力.其次在对PWM整流器动态分析的基础上,提出了直流母线电容准确计算的解析表达式.仿真结果验证了变结构控制的有效性和母线电容计算的正确性.     

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...     

单周期控制的三相PWM整流器的动态特性研究

分析了在单周期控制条件下三相高功率因数整流器的工作原理,并推导了三相PWM整流器的开关数学模型和等效控制方程。在建立此模型的基础上,基于庞加莱映射推导了三相PWM整流器工作时的稳定性条件及动态特性。应用仿真软件Saber在以上理论分析基础上完成了功率因数校正变换器建模与数字仿真,并进行了2kW三相PWM整流器的试验研究,详细研究了系统在负载变化或输入电压扰动等动态情况下的稳定性和动态特性,仿真和试验结果验证了理论分析的正确性。     

基于神经元PI控制的PWM整流器动态特性研究

针对传统PI控制下的三相PWM整流器电压外环动态性能和抗负载扰动能力较差的缺点,利用根轨迹分析了三相PWM整流器在PI控制下的稳定条件和PI参数对系统性能的影响。基于以上分析,在电压外环控制器的设计过程中,引入了结合单神经元和专家系统的一种智能型PI控制方法,根据系统的运行状态对电压外环调节器的结构和参数进行实时调整,以提高PWM整流器的动态特性和抗扰性。仿真和实验结果表明：这种智能型PI控制下的PWM整流器,在相同负载变化时,响应速度快、超调量小,动态性能指标优越、鲁棒性强,而且算法设计简单、易于实现。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦.使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器.通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强.     

基于PWM整流器的无功补偿容量整定方法

为了充分利用PWM整流器的容量,实现对电网无功功率的调节及电网电压的稳定控制,深入分析了一种基于PWM整流器的无功补偿容量整定方法。重载情况下,PWM整流器在其容量范围内向电网不补偿或少量补偿无功功率,无功功率补偿量由PWM整流器的额定容量和直流负载功率共同决定;轻载情况下,PWM整流器能够补偿电网所缺的所有无功功率。文章还详细分析了直流电容参数的选取方法。最后通过MATLAB/Simulink仿真进行了验证,仿真结果表明该整定方法能够实现无功功率的动态补偿。     

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.     

新型三相PWM整流器自适应滞环电流控制

在传统的三相PWM整流器滞环电流控制的基础上,提出一种新型的能动态调整滞环宽度的自适应滞环电流控制技术。在锁相回路控制的基础上增加一个简单、快速的滞环宽度预测模块,可实现滞环宽度动态调制及开关频率恒定的控制。在Matlab/Simulink环境中建立三相PWM整流器的仿真模型,并以自适应滞环电流控制器对整流器进行开关频率的控制。仿真结果表明,该控制方法可以实现网侧单位功率因数正弦波电流控制,能适应负载的扰动,直流电压输出稳定,具有良好的鲁棒性。     

一种新型三相电压型PWM整流器混合控制方法

为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。     

单周期控制无乘法器三相电压型PWM整流器

对基于单周期控制的三相PWM高功率因数整流器进行了研究 ,推导了单周期控制三相电压型PWM整流器的控制规律 ,它不需要乘法器更不需要对电源电压进行检测 ,其控制逻辑非常简单并且以恒定频率工作。完成了 5kW三相PWM整流器的设计和实验研究 ,进行了稳态试验和负载 1 0 0 %突变的动态响应试验 ,实现了单位功率因数     

基于负载电流前馈的PWM整流器电压控制研究

通过对PWM整流器在d-q同步旋转坐标系下输出电压控制性能的分析,提出了一种基于负载电流前馈的新的控制方法.与通常采用的线性PI控制相比,该方法消除了系统随负载变化的极点,同时也消除了系统的不稳定极点,使整流器的负载特性不再影响系统的稳定性和动态性能.仿真结果表明,系统的动态性能也得到了极大的提高,验证了提出方法的正确性和有效性.     

一种基于内模控制的三相电压型PWM整流器控制方法

三相电压型PWM整流器可以减小用电设备对电网的谐波污染并具有比较高的功率因数,因而应用越来越广泛。PWM整流器一般采用双闭环控制,电流内环使用电压前馈解耦型比例积分调节控制。但该方法对整流器准数学模型和参数准确性依赖较强,同时调节器参数繁多导致调试困难。本文将内模控制应用到PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统PI调节器,不需要整流器准确的模型和参数,并能减少系统调节参数,避免重复试验。仿真和实验结果表明,该整流器系统能够保证很高的功率因数和输入电流较好的正弦度,能适应负载和直流母线电压的扰动,电流内环具有很好的跟随和动态性能。     

一种适用于航空电力作动器负载的三相PWM整流器最大功率控制

航空电力作动器是未来多电飞机电网的重要负载,具有功率大范围快速变化的用电特性,被称为动态负载。为获得好的用电性能,本论文研究了适用于电力作动器的PWM整流控制技术,提出了一种最大功率输出的控制方法。该控制方案解决了负载电流大范围变化时,整流器输出电压动态压降较大,甚至不稳定的问题。论文分析了航空电力作动器的负载特性及其对供电电源的影响,论述了基于最大功率输出控制的三相PWM整流器的设计思想和系统结构。通过仿真,将提出的最大功率控制方案与传统的双闭环PI控制器的控制效果进行了比较。并用一台10kW电力作动器样机作为负载进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种控制器可在一定程度上提高整流器的输出功率,对大范围变化的动态负载有更好的控制性能。     

基于滑模控制的PWM整流器建模与仿真

为克服三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器启动性能差、负载扰动时直流电压波动大的缺点,针对采用常规PI控制的整流器对系统参数变化较为敏感的弊端,提出一种基于滑模变结构的电压环非线性控制方案。采用一种新颖的a-b坐标系下的开关表设计方法,不仅可以取得良好的滑模算法动态响应特性,而且有效降低了开关频率。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对滑模控制和PI控制方案进行仿真比较,结果表明,应用滑模变结构控制三相PWM整流器,不仅设计和实现简单,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。     

基于DSP的高性能单位功率因数整流器

在建立三相PWM整流器dq模型的基础上,提出了一种电压PI控制和基于输人输出线性化电流控制的:PWM整流器混合控制策略,来实现整流器的高性能特性,并构建了基于DSP的PWM整流器实验装置,介绍了整流器的硬件和软件设计.实验结果验证了控制策略的有效性,PWM整流器的动态性能较好,直流输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1.     

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。     

PWM整流器的欠驱动特性与非线性控制

针对三相电压型脉宽调制（pulsewidthmodulation,PWM）整流器级联式双闭环控制系统结构的选择成因尚缺乏理论阐释的问题,基于欠驱动系统理论对此结构进行理论研究。建立PWM整流器在砌同步旋转坐标系下的数学模型,并对其欠驱动特性进行分析。给出PWM整流器驱动变量与欠驱动变量的选择方法,利用零动态分析理论与部分反馈线性化控制策略,设计电流内环控制器。为增强PWM整流器抵抗电网电压和负载扰动的能力,提出白抗扰比例积分电压外环非线性控制方案。所设计的PWM整流器控制系统具有较好的稳态和动态性能,特别是对电网电压／负载扰动具有很强的鲁棒性。仿真与实物实验结果证明了所提理论的正确性和控制策略的有效性。     

基于预测直接功率的双PWM一体化控制策略

传统双PWM变换器采用整流器和逆变器独立控制,直流侧需加入大电容来稳定负载的突变而导致的电压波动,大电容引入对系统性能、寿命、体积都有着不同程度的影响。提出一种基于预测直接功率控制(P-DPC)的PWM整流器控制策略,在双PWM独立控制的同时,引入整流器和逆变器的功率信息,补偿到整流器控制回路中,实现协调控制。Matlab/Simulink仿真实验表明这种方法控制结构简单、易于实现,能在稳定直流电压的情况下大大减小直流侧电容,提高系统的动态响应性能。     

弱抖振强扭曲电压型PWM整流器控制

为降低物理参数摄动及负载扰动对稳定控制的影响,提高电压型PWM整流器的电源品质,降低输入电流谐波含量,通过在传统强扭曲控制(super?twisting,ST)算法中引入双曲正切函数,提出一种弱抖振强扭曲控制(weak chattering super?twisting,WST)方法.通过构建电压型PWM整流器非线性鲁棒控制仿真模型,在负载突变及物理参数大范围摄动条件下,对传统ST及WST算法进行了控制算法仿真对比分析,仿真结果表明,WST算法可以明显缩短电压稳定时间,并能有效降低物理参数摄动条件下的交流输入电流谐波含量,对于降低整流电压的纹波具有明显效果,对于提升电压型PWM整流器抗负载冲击及模型不确定性具有较好的鲁棒性.     

基于优化负载电流前馈控制的400Hz三相PWM航空整流器

研究了应用于400Hz航空电网的三相高功率因数PWM整流器的控制方法及实现技术.为抑制输出直流电压波动,提高系统动态性能,提出了一种优化的负载电流前馈补偿控制策略,有效地改善了系统对输入电压突变和负载突变的响应特性;深入分析了影响输出电压动态响应的主要因素,给出了基于系统小信号平均模型前馈补偿控制器的设计原则和方法.仿...