两种PWM整流器控制策略之比较

该文在三相PWM整流器dq轴数学模型基础上详细分析了基于电网电压定向的SVPWM控制方法,同时在此基础上提出了虚拟磁链观测方法,并给出了一种新颖的虚拟磁链观测器。详细研究分析了基于虚拟磁链定向的无电网电压传感器矢量控制系统。然后给出MATLAB／simulink的仿真波形和分析结果。     

三相电压型PWM整流器直接功率控制策略

首先分析了三相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,然后对基于瞬时功率估算的直接功率控制、电压定向的直接功率控制、无电压传感器虚拟磁链的直接功率控制、基于定频的虚拟磁链和变换器输出电压计算的直接功率控制进行性能分析,比较其各自的优缺点.并在此基础上对三相电压型PWM整流器直接功率控制策略进行了展望.     

基于空间矢量的PWM整流器直接功率控制

为克服传统型直接功率控制开关频率不固定的缺点,提出了一种基于空间矢量调制的三相Boost型PWM整流器直接功率控制策略(DPC-SVM).虚拟磁链估计器代替电压传感器,运用瞬时功率理论,估算虚拟磁链来计算有功和无功功率,采用电压外环和功率内环的控制方式,并做了仿真研究.研究和分析表明,DPC-SVM的应用使系统具有结构和算法简单、动态响应快、高功率因数、开关频率固定和低谐波等特性.     

PWM整流器的改进虚拟磁链定向矢量控制

针对PWM整流器虚拟磁链定向矢量控制(VFOC)策略中存在因积分初始值选取不当造成的直流偏移问题,设计了改进的带饱和限幅反馈环节积分器的虚拟磁链观测器.对基于纯积分器、惯性环节以及所提出改进方法的3种虚拟磁链观测器进行了对比分析,并给出了基于改进VFOC的PWM整流器系统的仿真与实验波形.结果表明,所提出改进方法在任意交流电压初始相位情况下均很好地观测出了虚拟磁链,证明了所提出的改进控制策略的正确性和可行性.     

虚拟磁链定向的PWM整流器矢量控制研究

提出了三相电压型PWM整流器的改进d-q模型,引入虚拟磁链定义,建立通用的d轴虚拟电网磁链定向的双闭环矢量控制(VFOC)系统,与传统的电压定向矢量控制相比较,省去了电网电压传感器,减少了系统成本.提出能够准确观测虚拟磁链的低通滤波器补偿法,有效抑制电压电流波干扰.仿真结果和实验结果验证了这种方法的可行性和有效性.     

基于虚拟磁链定向矢量控制的三电平PWM整流器仿真研究

PWM整流器与交流电机的定子电路有很大的相似性,采用交流电机磁链观测的方法构造出虚拟的电网磁链矢量,作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,可以达到取消交流侧电网电压传感器降低PWM整流器硬件成本的目的。根据交流电机磁链观测器的设计方法,设计了虚拟电网磁链观测器,并构造了基于Matlab/Simulink的三电平PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制的仿真模型。仿真结果验证了观测器的可靠性和控制方案良好的动静态特性。     

三相电压型PWM整流器空间电压矢量控制仿真

采用空间电压矢量控制技术对三相电压型PWM整流器分析和建模,采用简化型的SVP-WM控制策略来实现PWM的控制,通过Matlab／Simulink对模型和控制方法进行仿真。仿真结果证明这种控制的动态响应速度快,直流侧电压稳定,交流侧电流为正弦波,且电压电流同相位,实现了单位功率因数,有效的抑制了谐波的产生。     

三相电压型PWM整流器定频虚拟磁链直接功率控制

为实现PWM整流器系统的稳定可靠控制,在传统三相电压型PWM直接功率控制的基础上介绍了一种新的基于虚拟磁链的直接功率控制方法。通过引入SVPWM调制模块来代替传统开关表和滞环比较器,解决了传统虚拟磁链直接功率控制频率高且不稳定的问题,达到了定频的目的。同时可以获得任意方向的电压矢量,具有更低的电网电流畸变率和抗干扰能力。仿真结果证明了该控制策略的可行性。     

基于空间矢量控制的PWM整流器建模与仿真

为了设计三相电压型PWM整流器系统,需要建立系统仿真模型进行控制方案和参数的验证,首先由整流器拓扑结构得到了同步旋转坐标系下的数学模型,根据此模型建立了基于电压外环和电流内环的双闭环控制系统,并给出了具体设计方法。采用简化的SVPWM控制策略来实现整流器电流控制的目的,通过Matlab/Simulink对系统进行了仿真,仿真结果表明整流器能够输出稳定的直流电压,实现了能量的双向流动和单位功率因数运行,从而验证了该设计方案的正确性。     

无电网电压传感器三相PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制研究

电压型三相PWM整流器与变频器供电三相交流电机的定子电路有很大的相似性,采用类似于交流电机磁链观测的方法构造出虚拟的电网磁链矢量,作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,可以达到取消交流侧电网电压传感器、降低PWM整流器硬件成本的目的.准确观测虚拟电网磁链是PWM整流器虚拟电网磁链定向无电压传感器运行的关键.与同步电机磁链观测相似,虚拟电网磁链的观测也存在初始值的问题.不带初始磁链估计的观测器会导致PWM整流器在起动过程中产生很大电流冲击甚至无法起动.为了解决这一问题,该文通过深入分析虚拟电网磁链的特点,提出了一种新的带初值估计的虚拟电网磁链的观测方法.仿真和实验结果验证了所提出观测方法的有效性和无电网电压传感器条件下,三相电压型PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制运行的良好动、静态特性.     

基于虚拟磁链的PWM整流器模型预测直接功率控制

为了省去基于虚拟磁链定向的传统直接功率控制(DPC)中的滞环比较器和开关表以及基于电压定向的传统模型预测直接功率控制(MPDPC)中的交流电压传感器,提高系统的动态响应,实现功率的准确跟踪,在二者的基础上结合空间矢量脉宽调制(SVPWM),再引入延时补偿和重复控制,在两相静止坐标系下,以电网电压作为基本控制矢量,利用功率给定值与实测值的误差平方和最小建立目标函数,提出一种基于虚拟磁链的电压型PWM整流器的改进MPDPC方法。将传统DPC、传统MPDPC与改进MPDPC进行了仿真和实验对比研究。仿真和实验结果表明,所提改进MPDPC方法提高了功率跟踪精度,减小了功率纹波,降低了电流谐波畸变率。     

一种改进PWM型整流器直接功率控制

主要研究了一种新的基于SVPWM的三相电压型整流器预测直接功率控制。这种预测直接功率控制以虚拟磁链为核心,省去了交流侧电压传感器,同时解决了传统的开关直接功率控制开关频率不固定的缺点,继承了传统直接功率控制无需旋转坐标变换,控制方案简单明确的特点。并且与其他改进方案相比,也不需要加入PI环节或是电压矢量定向环节。通过RT-LAB进行仿真,并与传统的控制方案进行对比,突出新控制方案在改善THD和控制功率波动方面的优越性。     

基于改进空间矢量的新型电流型PWM整流器的研究

本文研究了一种新的具有PWM调制功能的电流型整流器(CSR)的拓扑结构,分析了该电路的工作原理,利用改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对其进行PWM调制.这种拓扑结构结合了传统的三相相控整流器和直流Buck斩波器的优点,实现了单位功率因数,降低了电流谐波含量,仿真及实验结果验证了采用改进控制策略的新型电流型整流器的工作性能.     

两并联三相PWM整流器零序环流抑制与均流控制

以两并联三相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,建立了系统的数学模型,详细分析了系统参数对零序环流的影响,设计了两并联三相PWM整流器的环流、均流双闭环控制系统,提出了一种调零矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)环流抑制策略,并设计了一种基于最小拍算法的零序环流抑制器,通过对零矢量的实时调节实现系统环流的抑制。电流内环采用电流解耦前馈控制策略,实现了单位功率因数,电压外环采用公共电压PI调节器实现均流控制,并联模块间不需要通信,控制简单、可靠。仿真与实验结果表明:最小拍环流抑制器能有效地抑制环流,所设计的控制方案消除了电感参数不一致对两并联三相PWM整流器的影响,实现了环流、均流控制。     

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。     

基于虚拟磁链的PWM整流器的直接功率控制

三相PWM整流器的直接功率控制(DPC)比电压定向控制(VOC)的动态响应要快,并具有良好的抗干扰性能.提出一种新的基于虚拟电网磁链的三相电压型PWM整流器DPC策略.分析了PWM整流器工作原理,建立了电压型PwM整流器在α-β、d-q坐标系中的数学模型,并在此基础上,通过应用虚拟磁链概念,提出了三相电压型PWM整流器在α-β、d-q坐标系中的虚拟磁链模型.由于通过估计虚拟磁链来计算无功与有功功率,因此可省略三相PWM整流器的电网侧电压传感器,该控制系统的结构为直流输出电压外环,功率控制内环.仿真结果表明:与传统的DPC方法相比较,基于虚拟磁链的三相PWM整流器DPC系统结构简单,能有效减少传感器的数量,且抗干扰能力强,电网输入电流的畸变较小,具有更好的瞬时功率动、静态控制特性.     

A control method for improving ac input current waveform of current-type PWM rectifiers

Recently, PWM rectifiers which realize high-power factor and almost sinusoidal ac input current have been proposed and some of them have already been put into practice. In many cases the PWM rectifiers are of current type, that is, they have a smoothing reactor on the dc side. In such rectifiers, an LC filter has to be inserted on the ac side to reduce current harmonics due to the PWM operation. However, the LC filter may cause waveform distortion and transient oscillation of the ac side current. As a solution to this problem, a new control method is proposed introducing ac side current control by means of state feedback of the LC filter. In this case, both the dc output current and the ac input current controls should be achieved by the PWM operation of the rectifier. Furthermore, to obtain sufficient controllability regardless of the operating condition, the dc output and ac input current controls should be done independently. To meet these requirements, existing control methods for PWM rectifiers are not directly applicable. In this paper, a novel control circuit configuration and a method of generating a PWM pulse pattern suitable for the proposed control method are described in detail. From the viewpoint of stability, feedback coefficients and circuit parameters are investigated on the basis of root locus analysis. Some experimental results also are shown to confirm the effectiveness of the proposed control method and the validity of the analytical results. Improvement of the ac side current waveform and the stability of the transient response are demonstrated by these experimental results.     

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。