一种低谐波三相AC/DC变换器的控制方法与实现

分析了基于能量平衡的三相AC／DC变换器的工作原理，根据瞬时无功功率理论得到了三相输入电流的指令信号,采用直接电流控制的方法进行电流跟踪控制，并通过以TMS320F240数字信号处理器为主的控制电路实现了所提出的方法。样机实验表明，用这种方法控制的三相AC／DC变流器具有输入电流谐波小、功率因数高、输入电流连续、系统结构简单、运行可靠的优点。     

大功率充电逆变电源的网侧电流谐波抑制

逆变充电电源改善了充电电源的效率和控制性能,但是却提高了充电电源输入电流的谐波畸变水平。本文分析了充电逆变电源的功率因数和输入电流谐波畸变的关系,提出了一种连续电流输入的功率因数校正电路的方案,其连续的正弦电流输入是通过采用平均电流控制技术实现的。谐波抑制方案的理论分析通过数字仿真结果进行了验证。一台5kW样机的部分试验结果例证了功率因数校正电路的工作过程。     

大功率充电逆变电源的网侧电流谐波抑制

逆变充电电源改善了充电电源的效率和控制性能,但是却提高了充电电源输入电流的谐波畸变水平。本文分析了充电逆变电源的功率因数和输入电流谐波畸变的关系,提出了一种连续电流输入的功率因数校正电路的方案,其连续的正弦电流输入是通过采用平均电流控制技术实现的。谐波抑制方案的理论分析通过数字仿真结果进行了验证。一台5kW样机的部分试验结果例证了功率因数校正电路的工作过程。     

采用组合控制方案的双管升/降压变换器

分析了现有单相级联型Boost-Buck功率因数校正变换器的控制原理,并指出了其存在的不足,在此基础上提出一种新型组合控制方案。该方案在Boost工作模式下采用平均电流控制,在Buck工作模式下采用电荷控制。新型控制方案可以确保变换器不论在升压还是降压工作模式期间,都可实现良好的输入电流控制效果,达到功率因数校正的目的。通过原理样机实验,对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行了验证。     

多路输入电能回馈直流模拟负载的研究

提出了将直流模拟负载单元进行模块化设计,实现多模块并联且将电能回馈电网的节能方案.直流模拟负载模块采用并联输入并联输出的工作方式,数字控制和模拟控制相结合的混合控制方式,实现每个模块输入电流的独立高精度控制.为提高并网电能质量,采用基于离散傅里叶变换的闭环锁相控制方法,并网逆变控制引入重复控制实现周期性扰动的无静差调节.根据所提出的方案设计了样机,实验结果验证了该方案能实现模拟负载模块输入电流的精密控制,且有效抑制并网电流谐波,实现高功率因数,额定功率下并网电流总谐波失真为0.7％.     

无刷双馈电动机功率因数特性控制技术研究

目前,国内对无刷双馈电动机功率因数的研究成果中定性分析多,实验数据少,而功率因数低是一直制约其工业化的关键问题。本文以无刷双馈电动机数学模型为基础,根据磁场定向矢量控制原理,建立控制绕组电流与功率绕组有功分量与无功分量的关系,进而推导出功率因数与控制绕组电流和电机参数之间的关系式并对无刷双馈电动机功率因数控制技术进行理论分析,同时研制了30kW实验样机进行实验研究。理论分析和实验表明,所提出的无刷双馈电动机功率因数控制技术是可行的,由此可提高系统运行效率和稳定性。     

基于双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统

结合永磁同步电机磁场定向控制的特点,将矩阵变换器用于永磁同步电机的调速系统,实现永磁电机的交交直接控制并且达到近似单位功率因数.首先阐述矩阵变换器双空间矢量调制的原理,输入侧采用电流空间矢量,输出侧采用电压空间矢量构建了矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统;然后为了降低转矩脉动,加入电流补偿环节,文中给出了补偿环节的设计方法.原理样机试验结果表明,采用双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的控制效果与较好的网侧性能,而且电流补偿环节也是确实有效的.     

飞机变频电力系统PWM整流器设计

设计了应用于360~800 Hz飞机变频电力系统、基于矢量坐标变换和电流解耦控制的三相变频输入SPWM高功率因数整流器。用Saber软件进行仿真分析后,以DSP2812和功率IGBT构建了12 kW数字控制样机,介绍了硬件、软件设计。仿真和样机实验结果表明,该整流器在变频供电时,输入电流波形正弦变化,实现了输入高功率因数整流,可为负载提供特性良好的400 V直流电压,设计可行有效。     

高功率因数无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略

针对无电解电容永磁电机变频系统母线侧采用小容值薄膜电容,导致母线电压产生大幅度波动、系统的输入功率因数难以满足实际应用的问题,提出一种高功率因数的无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略。分析系统输入电流导通角和相位偏移角对输入功率因数的影响,结合输入电流导通角对逆变器电流进行控制,并采用带相位补偿的比例谐振控制器对系统延时进行补偿,其输出作为电机q轴电流给定。利用电网电流的间接微分量前馈补偿到电机q轴电流给定上,以提升逆变器电流控制效果并减少输入电流中的谐波含量。在无电解电容永磁压缩机变频实验平台上进行实验验证,实验结果表明,采用该策略能够显著提高系统的输入功率因数并减少谐波电流。     

基于功率因数闭环控制的异步电动机软起动器的研究

在分析异步电动机功率因数角特性的基础上,以电动机的功率因数角作为系统的反馈量进行闭环控制,避免了在电机起动过程中由于输入电压的变化引起的电磁转矩振荡及电流振荡,保障了电机电压按预期的规律进行调节。介绍了功率因数角闭环控制原理框图、控制单元工作原理框图和主程序原理框图。实验结果证明了该方法的有效性,可用于指导异步电动机软起动器的生产。     

矩阵变换器-永磁同步电机驱动系统滑模变结构控制

为了抑制电网电压不平衡的影响,在矩阵变换器-永磁同步电机(MC-PMSM)驱动系统电流控制器设计中引入滑模变结构控制(SMC)策略,取代传统的比例-积分(PI)控制器。分析了电网电压不平衡对矩阵变换器(MC)输出电压的影响,并针对这种扰动和电机参数摄动,建立了永磁同步电机的解耦数学模型(扰动模型);在此基础上,选取积分滑模面和指数趋近律,设计滑模变结构电流控制器。实验结果表明,本文提出的滑模变结构控制策略有效地抑制了电网电压扰动情况下电机电流的波动,效果优于传统控制策略,且控制器参数调节简单,易于实现,具有较强的全局鲁棒性。     

永磁同步电机-矩阵变换器新型电流调制策略研究

为保证矩阵变换器具有良好的输入与输出性能,提出输入电流空间矢量调制与正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)电流控制相结合的控制策略,构建交交驱动的永磁同步电机矢量控制系统。把矩阵变换器等效为虚拟的交直交结构,详细分析了输出电流的合成过程,并推导出一个开关周期内矩阵变换器虚拟直流环节的电压与电流表达式,为实现矩阵变换器的虚拟逆变器及虚拟整流器的对应控制策略提供了理论依据。原理样机试验结果表明,采用空间矢量SPWM电流控制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的矢量控制,而且也提高了输入侧的性能。     

基于滑模控制的TSMC-PMSM调速系统

设计了一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动的永磁同步电机(PMSM)滑模变结构直接转矩控制方案。该方案针对一般滑模控制器的抖振问题,设计了积分滑模面、符号函数平滑和变指数趋近律,并应用于PMSM转矩和磁链的控制,既克服了滞环直接转矩控制(DTC)转矩和磁链脉动大的不足,又解决了一般滑模控制器的抖振问题。采用DSP和FPGA开发了一套系统实验样机,给出了系统的软硬件设计方法,实验结果验证了系统设计的有效性,实现了系统高性能调速及网侧电能质量的优化。     

矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

研究了一种适用于矩阵变换器供电的异步电机调速系统组合控制策略.同时实现了矩阵变换器的空间矢量调制和异步电机的定子磁场定向直接转矩控制(DTC).通过Matlab软件仿真和电力电子实验平台上的试验结果表明,采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因数.     

永磁同步电机单位功率因数控制

为了实现永磁同步电机调速系统的高性能控制,提出了一种基于定子磁场定向的内埋式永磁同步电机单位功率因数控制方法.在对内埋式永磁同步电机数学模型进行分析的基础上,推导得到单位功率因数控制的电机功角表达式.设定定子电流矢量与定子电压矢量相位相同,通过计算得到的功角和转子位置角进行坐标变换,保证电机按照单位功率因数运行.稳态分析表明该控制方法具有效率高,动态性能好等特点.利用Matlab/Simulink仿真软件搭建系统仿真模型,仿真实验结果验证了该控制方法的有效性与可行性.     

Control of a permanent magnet synchronous motor fed by a direct AC-AC converter

This paper presents a Simulink model for the field orientation control of a three-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) fed by a direct AC-AC converter. In the field control scheme, the current and speed controllers are designed using the Internal Model Control (IMC) technique. This means that a time-consuming design procedure is avoided. Field weakening control is also applied to the drive system. Simulation results for the input of the converter with unity input displacement factor are given in addition to the output results. Promising results illustrate that a high performance PMSM fed by an AC-AC converter is achievable.     

High Performance Control of Matrix Converter Fed Induction Motor Drive System

I Introduction Matrix converter(MC)is a modern energyconversion device that has been developed over the lastthree decades[1~5].Matrix converter fed motor drive issuperiorto pulse width modulation(PWM)inverter drivessince it provides bi-directional power f…     

交-交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制

给出永磁同步电动机的数学模型,并设计基于电流跟踪控制的交-交矩阵变换器.在上述研究的基础上,搭建了交交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制系统Simulink仿真模型,验证了基于电流跟踪的交-交矩阵变换器驱动下实现PMSM矢量控制的可行性.     

矩阵变换器供电的永磁同步电动机矢量控制系统研究

基于矩阵变换器的优越电气性能结合矢量控制技术,深入研究采用矩阵变换器电流滞环PWM控制策略实现永磁同步电动机转子磁场定向矢量控制系统。采用Matlab仿真软件建立仿真模型并对其进行仿真,给出了主要的仿真波形。仿真结果表明矩阵变换器供电的永磁同步电动机矢量控制传动系统性能良好,而且克服了传统变换器中网侧输入电流波形差以及功率因数不高的缺点。