基于单周期控制的三相VIENNA整流器中点电压平衡控制策略

三相VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位NPC(neutral point clamped)结构变换器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小和控制环节简单等特点,具有较高的研究价值。而中点电位波动是NPC结构变换器固有的问题,以单周期控制的三相VIENNA整流器作为研究对象。对其直流母线电压利用率较低和中点电压交流波动的问题进行建模分析,提出了在单周期控制基础上加入中点电压平衡控制环,不仅可以基本消除中点电压波动,而且可以提高直流母线电压利用率。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。     

基于空间矢量控制的VIENNA整流器特性及控制研究

通过对VIENNA整流器工作原理的分析,针对其拓扑的电压空间矢量特性,设计了基于空间矢量控制原理的VIENNA整流器控制系统。通过电压外环和电流内环控制实现VIENNA整流器的单位功率因数运行,并控制冗余小矢量的作用时间以完成中点电位平衡控制。最后搭建了实验平台对控制策略进行验证。证明了所提出控制策略的可行性。     

三相四桥臂整流器的单周期控制

三相电压型PWM整流器可以减小输入电流谐波含量,提高系统功率因数。在一些需要采用3P4W连接方式的场合里,三相四桥臂整流电路是常见的3P4W系统拓扑中的一种。PFC电路的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压得到广泛研究。此外,单周期控制方案在不同电路拓扑中的扩展应用是其重要研究方向之一。本文推导了三相四桥臂整流器的单周期控制理论依据,分析了采用传统的单边沿脉宽调制方案的整流器工作模态以及对输入电流的影响,揭示了在传统的单边沿脉宽调制方式下,整流器输入电流含有较大幅值的直流分量且该直流分量与整流器的开关周期成正比,与输入滤波电感成反比。提出采用关于x轴对称的双边沿脉宽调制方案,新的控制方法可以有效的抑制单周期控制的三相四桥臂整流器输入电流直流分量,从而大幅改善输入电流波形质量。系统仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

三相VIENNA整流器矢量控制策略的研究

针对三电平VIENNA整流器存在中点电位波动、控制复杂的问题,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦的双环控制中,通过调整矢量作用时间来达到直流侧中点电压平衡控制,并探究了一种三电平空间矢量平面简化到两电平矢量平面的简化空间矢量脉宽调制算法。最后通过MATLAB/Simulink搭建VIENNA整流器矢量控制仿真模型,通过仿真分析证实了该控制策略简单可行,且具有良好的动态性能和静态性能。     

单周期控制的三相SPWM整流器

传统三相PWM(pulse width modulation)整流器需要乘法器、DQ坐标变换和网侧电压检测,控制算法复杂.为此,采用单周期算法控制PWM整流器,可以简化设计;推导了单周期控制OOC(one cycle contr01)三相PWM整流器的控制规律,证明了其与SPWM(sinusoidal pulse wi...     

输入电压不平衡时三相PFC整流器改进单周期控制策略研究

三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛重视。当输入不平衡时,三相PFC整流器直流侧输出电压将产生两倍于输入电源频率的脉动,该脉动信号经过传统单周期控制环路作用最终导致变换器输入电流产生较大幅值的三次谐波分量,影响输入电流品质。文章通过详细分析输入不平衡时,单周期控制的三相PFC整流器输入输出特性,提出在传统单周期控制策略中引入谐振控制器,从而可以有效抑制输入不平衡引起的单周期控制的三相PFC整流器输入电流中的三次谐波分量,进而大大改善输入电流品质。本文给出了谐振控制器的设计方法,建立了新的控制策略下的系统传递函数并分析了满足系统稳定性要求的设计准则。最后通过仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于输入不平衡时,改善三相PFC输入电流品质的有效性。     

基于SVPWM的VIENNA整流器研究

分析了三相三开关三电平(VIENNA)整流器的工作原理,研究了其空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现方法,提出了此整流器的矢量控制策略.采用电压外环和电流内环的双闭环控制,实现了VIENNA整流器的高性能特性.基于Matlab仿真平台,搭建了VIENNA整流器的仿真模型,仿真结果表明,该整流器能实现良好的动态性能和稳态性能.     

基于滑模控制的VIENNA型整流器研究

在分析VIENNA整流器数学模型的基础上,针对常规PI控制整流器对系统参数变化较为敏感的问题,提出了一种基于dq两相同步旋转坐标系的双闭环滑模变结构控制算法,并引入中点电位因子对中点电压进行平衡控制。仿真结果表明,应用滑模变结构控制的VIENNA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。     

基于单周期控制的三相PFC控制器的研究

提出了一种新型的基于单周期控制技术的三相PFC控制器，实现了三相单位功率因数和低的电流畸变。该控制器不需要乘法器，简化了电路结构，控制方法简单、可靠和通用，最后给出了试验结果。     

VIENNA整流器单周控制输出电压波动机理分析及改进

本文在深入分析已有VIENNA整流器使用单周控制时，输出总电压波动及输出电压不平衡的原因的基础上，提出了一种新的控制方法，将单周控制对功率因数校正电路解耦的思想与滞环电流控制相结合。与原有方法相比，对电感等器件要求低，控制电路比较简单，并且能够很好地实现输出电压的平衡，可靠地对电路进行控制，解决单周控制在某些时候输出电压不稳定的情况。计算及仿真结果均证明它可以较好地改善电路的性能。     

基于解耦模式单周控制的VIENNA整流器研究

针对电力电子技术和装置低谐波污染的要求,研究了一种基于解耦模式下单周控制的VIENNA(三相三开关三电平)整流器。该控制下的VIENNA整流器具有结构简单、开关损耗小、不需要乘法器、快速实现功率因数校正、谐波含量低、开关频率恒定的优点。分析了VIENNA整流器的工作原理,设计了该拓扑在解耦模式下的单周控制功率因数校正策略,给出了解耦算法和控制方程。最后,通过matlab建立了该电路的仿真模型,仿真结果验证了理论分析和控制算法的正确性。     

基于无源性与滑模变结构控制相结合的VIENNA整流器控制策略

针对VIENNA整流器的非线性特点,提出一种无源性控制与滑模变结构控制相结合的混合控制策略。在建立同步旋转坐标系下VIENNA整流器非线性数学模型的基础上,推导了VIENNA整流器的Euler-Lagrange数学模型,分析了VIENNA整流器的无源性。利用无源性理论及滑模变结构控制理论设计了VIENNA整流器的控制器,即电压外环采用滑模变结构控制、电流内环采用无源性控制的双闭环控制算法。在MATLAB7.1/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了800 W的实验样机。仿真与实验结果表明,所提出的混合控制策略达到了控制的目的。利用无源性控制与滑模变结构控制相结合的整流器具有鲁棒性强、动态特性好、抗干扰能力强等优点。     

基于占空比控制的Vienna整流器模型预测控制策略

以Vienna整流器为研究对象,针对传统有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)系统中存在的稳态功率脉动较大的问题,提出一种基于占空比控制的模型预测控制(duty-cycle-control-based model predictive...     

基于单周期控制的三相三开关PFC整流器的分析与设计

分析研究了一种基于单周期控制的三相三开关功率因数校正(PFC)整流器。针对传统的单周期控制下输入电流平均值畸变问题,提出了一种改进的PWM调制方法,通过改变比较器的调制波信号,消除传统单周期控制方法所带来的输入平均电流中的奇次谐波,详细阐述了其工作原理和控制方法。仿真和实验结果表明,本文所提出的控制方法使得三相输入电流的谐波分量明显降低,功率因数得到显著提高。     

基于IHPWM的三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略

针对三电平VIENNA整流器固有的中点电位波动问题,详细分析了中点电位平衡控制的可控和不可控区域,提出了一种改进型混合调制IHPWM(improved hybrid pulse width modulation)策略,即在可控区域采用空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略,在不可控区域采用虚拟空间矢量脉宽调制VSVPWM(virtual SVPWM)策略。仿真实验表明,改进型混合调制方法能够有效地降低低频脉动,更好地平衡中点电位。     

VIENNA整流器的指令电压辅助区间判断SVPWM控制

针对三相三开关三电平整流器(VIENNA整流器)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制问题,提出了一种指令电压辅助区间判断的SVPWM控制方法。依据VIENNA整流器的拓扑结构和数学模型,研究了传统SVPWM控制方法的实现流程。分析了单位功率因数工况下的交流侧相量关系,给出了电流矢量和电压矢量的固定关系。通过对电压空间矢量平面进行扇区划分,给出了指令电压辅助区间判断SVPWM控制方法的实现流程。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。该方法不需要进行电流区间判断,简化了控制算法实现过程,并且该方法提高了电压空间矢量平面扇区的划分数量,提高了电流控制分辨率。该方法可广泛应用于开关电源的输入整流模块中。     

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究

分析了单周控制三相4线制3开关3电平(VIENNA)整流器的基本原理.该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单,并且可以物理解耦成输出并联的3路单相3电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态)情况下,整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性.     

单周双极性控制三相功率因数校正技术

通过对单周双极性控制三相功率因数校正技术的工作原理、控制方法进行仿真研究,在单周双极性控制下输入电流能较好地跟踪输入电压.验证了采用该控制策略,功率因数校正系统具有动态响应快、易于平稳等优点.分析了单周双极性控制下,在每个开关周期、不同开关时段、不同开关组合情况的电感电压和电感电流的关系.经过对saber模型仿真结果的分析,推导出电感电流纹波的数学表达式,得出了电流纹波与电感值、开关频率和积分时间系数相关的结论.同时,系统参数一定时,当输出电压大于2倍的相电压与积分时间系数的比值.可以减小电感电流纹波;输入、输出电压一定时,电感电流纹波与电感值和开关频率成反比:系统稳定性范围与负载大小及积分时间系数有关.     

NPC型三电平三相四线制SAPF非线性无源控制策略

针对线性控制器依赖局部线性化方法的缺点,提出并联型有源滤波器(SAPF)非线性无源控制策略。根据被控对象二极管钳位(NPC)型三电平三相四线制SAPF在dq0坐标系下的欧拉(EL)数学模型分析其无源性;从能量角度出发构造能量存储函数,得到能使被控量收敛至期望值的无源控制规律;以使内环电流解耦为目的,采用阻尼注入法对其简化,提高系统的动态性能;对所设计的NPC型三电平SAPF的非线性无源控制方法进行了仿真及硬件实验。结果表明,所设计的基于非线性无源控制策略的NPC型三电平SAPF能够实现电网平衡/不平衡情况下的电流低谐波、直流侧电压稳定及中点电压平衡;与传统的双环PI控制策略相比,具有较好的补偿效果。