单相航空PWM整流器研究与设计

研究航空整流器优化设计,针对单相电压型PWM整流器直流侧电容选择以及控制系统设计的问题,为提高控制系统电流稳定性和响应特性,提出了直流侧电容因瞬态过程中输入及输出功率不平衡而引起电压波动的解决方法.分别采用两种不同方法设计控制系统并比较,选择其中基于ITAE最优控制模型法作为控制系统电流环调节器的设计方法,采用频域校正法作为控制系统电压环调节器的验证方法.在确定各元件的取值原则与控制系统参数的条件下,在Matlab上建立仿真模型,并进行仿真,验证参数选取的合理性与控制系统设计的优越性.     

不平衡电网中三相脉冲调宽整流器的控制

在常规的三相整流器控制器设计中,一般均假设三相电网电压平衡,然而当实际电网不平衡时,传统双闭环控制策略将使直流侧出现严重的二次谐波功率从而严重影响整流器输出品质.鉴于此,本文在分析PWM整流器数学模型和电网不平衡条件的基础上,电压外环采用模糊PI控制,提高直流侧电压动态响应速度,电流内环采用无需进行正负序分解的正、负序电流独立控制策略,实现了不平衡电网下对三相PWM整流器的双闭环控制.仿真结果表明:所设计的控制方法保证了在不平衡条件下直流侧电压快速地稳定,有效抑制了直流侧二次谐波,提高了整流器的运行性能.     

煤矿场景下单相级联H桥整流器解耦控制方法研究

针对单相级联H桥整流器的电力电子设备在煤矿场景下运行过程中直流侧存在二次电压纹波,导致网侧电流畸变、电容值漂移等问题,通过分析单相级联H桥整流器直流侧二次电压纹波的形成原因,提出了一种基于分裂电容不相等的独立型解耦拓扑的优化控制方法。该方法通过在电容两端叠加二倍工频的电压来抵消二次电压纹波,实现了直流侧二次电压纹波的有效抑制。针对3种基于构造二次电压的解耦方式（直流分裂电容值不等,直流电压分量相等;直流分裂电容值不等,且直流电压分量也不等;直流分裂电容值相等,直流电压分量不等）进行了参数设计和控制策略的研究,并通过分析参数对二次电压幅值的影响,确定了最优的参数取值范围,以实现有效的功率解耦,并减小电容值,降低设备体积和成本。仿真结果表明：(1)在0.2 s时加入分裂电容的独立型解耦拓扑（SC-IAPD）电路,基于解耦方式2的SC-IAPD电路控制方法、基于解耦方式2的SC-IAPD电路的优化控制方法、基于解耦方式1的SC-IAPD电路控制方法的直流侧输出电压纹波都控制在1～1.5 V,说明对称半桥解耦电路可有效抑制直流电压波动,同时在负荷变化时具有良好的解耦性能。(2)在轻载切重载的情...     

基于固定开关频率控制策略的三相PWM整流器的建模与仿真

介绍了三相PWM整流器的数学模型,分析了固定开关频率控制策略的原理,同时利用电压电流双闭环构建了PWM整流器控制结构,并在Matlab软件中对固定开关频率控制策略进行了仿真。通过直流侧电压和交流侧电流波形验证了固定开关频率控制策略的可行性。最后分析了PWM整流器关键参数的设置对交流侧输入电流谐波含量的影响,给出了一个较为合理的滤波电感参数。     

PWM整流器保持高功率因数运行的方法研究

针对煤矿井下电压波动严重时影响稳压电源的单位功率因数等问题,提出采用可变输出直流电压法来控制PWM整流器的直流侧电压,以保证PWM整流器处于高功率因数运行的工作状态;详细分析了直流侧电压的选取及交流侧输入电压大范围波动对交流侧输入电流及功率因数的影响,介绍了可变输出直流电压法的控制原则及软件实现。试验结果表明,在电压波动情况下,可变输出直流电压法不仅可使PWM整流器系统稳定,而且可以保持整流器的高功率因数运行状态。     

基于PR的单相PWM整流器电流控制研究

单相PWM整流器电流控制系统被控量为单相正弦量,无法像三相PWM整流器双闭环控制系统一样,采用同步坐标系下的直流PI调节器实现网侧电流的零静差调节.本文将PR调节器应用于单相PWM整流器网侧正弦电流的控制,克服了单相交流系统中PI调节器的缺陷.减小了谐波含量.同时时单相PWM整流器控制系统进行了仿真分析,结果表明系统能实现单位功率因数电能转换和电能的双向流动,电源电压、频率及负载变化时,网侧电流均可以实现零静差跟踪给定正弦给定电流,同时直流侧电压有较好的稳定性和抗干扰性.     

基于SABER的PWM整流器滞环控制仿真

交直交传动的核心部件就是牵引变流器,它主要分为网侧变流器和电机侧逆变器。单相电压型脉冲整流器是牵引传动系统的一个重要组成环节。该文简要介绍了单相电压型脉冲整流器的工作原理,利用SABER仿真软件的MAST语言编写了单相电压型脉冲整流器的控制程序,采用滞环电流控制的控制策略,产生脉冲整流器的PWM控制信号。根据供电电网电压及中间直流回路电压给定,对主电路的元件参数进行了选择和优化。仿真结果表明,滞环电流控制算法简单,直流侧电压脉动小,交流侧电流和电源电压同相位,功率因数接近于1。     

一种用于PWM整流器NPB控制的混合式SVPWM方法

研究了三电平PWM整流器优化设计问题,由于直流侧中点电压不平衡,引起输出波形质量不好,系统不稳定.为了解决中点平衡问题,分析了造成中点电压不平衡的原因以及小矢量对中点电压的影响.针对小矢量引起中点电压不平衡,提出了一种基于9段式与7段式混合调制的矢量调制方法.最后采用MATLAB软件搭建模型,对中点平衡算法进行仿真,实验结果验证了该算法对中点电压平衡控制的有效性.     

新一代电压平衡控制大功率级联H桥整流器

讨论了作为新一代级联式无工频变压器第一部分的级联整流器的控制策略;简化了级联整流器的模型,并且建立了基于单相旋转坐标系的数学模型;提出了一种将合成波形所需的开关状态分解到每个级联单元的直流侧电容电压快速平衡控制策略。仿真结果表明,该控制策略不仅可以使每个级联单元直流侧电容电压平衡控制更精确,而且能更加有效地控制系统有功功率和无功功率。     

基于能量流动双PWM协调控制

基于双PWM结构,根据系统能量流动分析系统在能量平衡状态和能量不平衡状态下系统各部分间的能量关系,并建立双PWM结构能量数学模型;针对系统输出能量与消耗能量不平衡时造成的直流母线电压波动以及输出功率不匹配的问题,建立关于直流母线电压以及网侧电流d轴分量的约束条件,保证系统能量能够平滑变化;采用约束条件对整流器电压外环以及功率内环进行修正,用以实现整流侧输出能量与逆变侧消耗能量的快速平衡,达到双PWM结构间协调控制的目的;根据仿真结果表明,系统在电机功率突变时,能够实现能量的快速平衡,并且能够减少直流母线电压波动,减少网侧谐波分量和直流侧电容。     

基于LCL滤波器的电压型PWM整流器的研究

针对电压型PWM整流器开关频率附近的高次谐波污染电网,传统的电压型PWM整流器的控制策略都是基于两相旋转坐标系,存在电流交叉耦合项、计算量大的问题,提出了一种两相静止坐标系下基于LCL滤波器的PWM整流器的控制算法。该算法利用Clark变换系将三相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统变换到两相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统,避免了两相旋转坐标系下的电流交叉耦合项;采用准谐振调节器控制电压型PWM整流器的电流,实现了电流的跟踪控制。Matlab仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。     

高功率因数PWM整流器PI调节器的仿真研究

对单相PWM整流器进行了分析,推导出了相应的数学模型和控制结构框图.针对单相PWM整流器建模难和电流、电压控制环的PI调节器设计难的问题,提出了一种基于古典线性控制对非线性进行线性化和输入输出能量守恒相结合的单相PWM整流器的PI调节器的设计方法.分别对电流、电压控制环的调节器进行了选型和参数设计.采用基于Matlab/SimPower Systems的方法对整个控制系统进行建模和仿真验证.仿真结果得出双闭环PI调节器均能很好的满足控制系统的稳定性和动态性要求.因此,文中提出的单相PWM整流器PI调节器的设计方法在工业控制中有推广应用的广阔前景.     

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(DPC)的工作原理与特性;针对由于传统开关表构造的不足导致系统调节能力不稳定的问题提出了一种基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略,通过重新构造开关表的方法来改进整流器的调节能力与输入输出性能。仿真结果表明,该调制方法使无功电流在靠近整流器电压矢量附近区域内的失控现象得到明显削弱,能够有效地对有功功率和无功功率进行控制,使整流器更接近单位功率因数运行。     

PWM整流器电流控制策略仿真比较

通过分析三相电压型PWM整流器的数学模型,建立了PWM整流器的数学模型,根据同步电动机励磁系统主回路中PWM整流电路不同的调制方法,介绍了SPWM电流控制,滞环电流控制和空间矢量控制的基本原理和三种不同控制方法下的触发方式。在MATLAB的SIUMLINK环境下对三种控制方法建立仿真模型,并对仿真结果进行了分析比较,结果表明,在空间矢量控制方法下整流器直流侧电压利用率高,降低了谐波污染,使系统更接近单位功率因数运行,从而使电机运行更加稳定,运行精度更高。     

单周期控制的高功率因数整流器

为了实现高功率因数的整流,对三相电压型PWM（Pulse width Modulate）整流器的拓扑结构和控制方法进行了研究,以其为研究对象,重点在于对三相电压型PWM整流器单周期控制方式的研究。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,根据单周期控制特点,设计了控制系统电路框图。然后基于MATLAB/SIMULINK软件平台,建立了基于单周期控制的三相电压型PWM整流器的仿真模型,进行系统验证。最后以DSP为核心设计系统的控制电路和检测电路。编写相应的DSP实现程序,并在DSP开发系统上进行调试。仿真和实验结果都表明单周期控制是一种有效的控制方法,实现了功率因数基本为1的目的。     

基于SVPWM控制的三相电压型PWM整流器系统的研究

文章介绍了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,阐述了基于SVPWM控制的三相电压型PWM整流器系统结构的设计,给出了电压、电流双闭环控制的设计参数及SVPWM控制算法的实现。仿真结果表明该系统性能优良。     

PWM整流器的径向基函数神经网络控制新方法

提出了一种用于PWM单位功率因数整流器的神经网络(neural network， NN)控制方法．运用预测电流对电压型PWM整流器的有功、无功电流实现解耦，电压环采用基于径向基函数(radial basis function， RBF)神经网络自适应调整参数的PI控制器．仿真结果表明，这种PI控制器可以在线调整PI参数，快速跟踪整流器的变化过程，使PWM整流器获得较好的动、静态特性，并对电网负载扰动有较强的适应能力．     

单位功率因数三相PWM整流器的设计

针对传统的二极管整流器和相控整流器对电网造成的谐波污染问题,设计了一种单位功率因数三相PWM整流器,详细介绍了该整流器功率电路的拓扑结构、PWM整流器的控制策略、硬件电路和软件设计方法。实验结果表明,该PWM整流器采用电压电流双闭环的直接电流控制策略,网侧功率因数高,谐波畸变率低,减小了对电网的污染。