单相PWM整流器设计

针对目前非线性化负载大量使用引起电网谐波和无功污染日益严重的问题,设计对电网污染很小的单相PWM整流器。通过建立和分析单相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,给出了该系统的电压、电流双闭环控制方法。该方法采用构造虚拟电流的方法进行电流内环的解耦控制,并通过分析系统的瞬时有功、无功功率流以实现电压外环的线性化控制。对系统进行基于Matlab/SIMULINK的仿真分析,并进行硬件设计,搭建整流器实验模型,以进行实验验证。仿真和实验结果验证了该电压、电流双闭环控制方法的可行性,同时表明单相PWM整流器具有网侧单位功率因素运行、网侧电流正弦化、直流输出电压纹波小等优点,对电网的谐波和无功污染很小。     

基于多滑模变结构控制的三相PWM整流器非线性控制

针对三相PWM整流器的非线性特点,并进一步改善系统的起动响应、稳态特性及动态特性,提出一种输入、输出反馈线性化控制与滑模变结构控制相结合的多滑模变结构控制策略。电压外环采用基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,确保输出电压稳定并给电流内环提供参考指令电流。在建立三相PWM整流器两输入、两输出仿射非线性模型的基础上,对电流内环进行线性化处理,并利用滑模变结构控制理论设计了电流内环控制器。为了验证系统的可行性,在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并搭建了15k W的实验样机。仿真与实验结果验证了控制方案的正确性,利用所提控制方案设计的整流器具有系统动态特性好、鲁棒性强和抗干扰能力强等优点,同时也克服了输入、输出反馈线性化需要精确数学模型的缺点。     

矢量控制PWM整流器的建模与仿真

从三相电压型PWM整流器(VSR)主电路拓扑结构出发,建立了基于两相同步旋转坐标系下的系统模型.在系统模型分析的基础上,阐述了三相VSR电压型控制外环和电流控制内环的双闭环控制的基本原理和设计方法,采用一种空间矢量PWM的简化算法,在Matalb/Simulink环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

单相脉宽调制整流器直接电流控制策略

单相系统无法直接采用基于dq同步旋转坐标系的比例积分(proportional Integral,PI)控制方法对有功电流和无功电流进行控制。针对这一问题,提出一种基于电压、电流虚构的单相脉宽调制(PWM)整流器直接电流控制方法。建立了单相PWM整流器数学模型,根据整流器网侧电压信号,通过相位滞后90O虚构出两相正交电压、电流信号,将三相矢量控制应用于单相系统。通过仿真验证了所提方法的可行性,并采用研制的单相PWM整流器实验装置对所提控制算法进行实验,验证了所提方法的有效性和正确性。所提方法可实现单位功率因数运行,且算法易于实现,具有较好的电流响应速度。     

基于直接电流控制的PWM整流器的研究

研究三相电压型PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,双闭环直接电流控制策略.通过Matlab软件搭建系统模型进行仿真分析,验证了控制策略的可行性.在此基础上利用DSP控制单元和IPM集成模块搭建实验平台,设计控制软件进行实验验证.实验结果表明,PWM整流器使输入电流正弦化,有效减少谐波污染,能够实现单位功率运行...     

基于前馈解耦控制的电压型PWM整流器可逆运行研究

研究了一种基于前馈解耦的电压型PWM整流器系统双向运行控制策略,使整流器在整流以及有源逆变状态下都能实现高功率因数运行。建立了两相旋转坐标系下整流器的低频数学模型;在分析整流器能量双向流动的基础上给出了控制方法,采用电压外环与电流内环的双闭环结构,由电压外环控制功率的流向与大小;通过前馈解耦,对d轴电流与q轴电流独立控制,并给出了电压凋节器与电流调节器的设计方法,使系统在整流与逆变状态下都能达到较高的动静态性能;最后给出了仿真实验验证结果。     

电网不平衡条件下PWM整流器最优化控制策略研究

整流器的控制策略和控制结构对于整流器的控制效果有着决定性的作用.针对电网电压不平衡的实际情况,以往的电压源型PWM整流器的控制策略,都是建立双电流矢量内环对交流测电流波形、输出直流侧电压进行最优化控制.但是这种控制策略需要对正负序电流进行分别控制,系统过于复杂而实现困难.提出了基于网侧交换功率平衡的控制策略.设计的PI+R控制结构改进了传统单-PI控制结构带来的控制局限性,既实现了系统的高功率因数运行,直流侧输出电压高稳态精度的控制要求,又能保证系统低谐波含量.仿真和试验的数据都验证了这一方法的优越性,它具有更加简单有效的控制结构,也具有更好的针对不平衡电网的适应能力.     

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.     

基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略

针对PWM整流器在电网电压不平衡条件下直流侧电压出现二次谐波和交流侧出现负序电流的问题,在分析了PWM整流器数学模型的基础上,设计了一种基于无源性理论的PWM整流器非线性控制器。在Matlab下建立了PWM整流器仿真系统模型,对所设计的非线性控制器进行了仿真验证,并与传统的双dq-PI控制策略进行了比较。仿真试验结果表明,所设计的基于无源性理论的非线性控制器可以根据控制目标有效地抑制直流侧二次谐波或交流侧负序电流,与传统的双dq-PI控制器相比具有更好的动态性能。     

基于dq变换的三相VSR的研究

建立了基于d-q同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器(VSR)解耦状态方程,给出了双闭环控制策略,即电流内环实现指令电流跟踪控制,电压外环实现稳压输出。在此基础上,提出了SVPWM快速算法,完成了指令电压矢量所在扇区的判断和不同扇区PWM调制波占空比计算方法,避免了非线性运算,提高了运算速度和计算精度。最后,在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统的仿真模型,并进行实验样机的研制,仿真和实验结果表明：所设计的三相PWM整流器实现了单位功率因数运行,输入电流谐波含量低,输出直流电压稳定。     

三相电压型PWM整流器的分析和设计

本文就三相电压型PWM整流器进行系统设计所涉及的主电路参数的选取、单位功率因数时系统参数间的稳态约束关系以及电压、电流双环设计原则等问题进行了分析，最后给出了一个设计实例，并通过仿真验证了相关的分析。     

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H∞控制理论的三相PWM整流器控制策略研究

针对三相PWM整流器电流环的特点提出了一种H∞控制策略.基于d-q轴旋转坐标系下的整流器数学模型,将电流环控制器设计问题转化为H∞控制标准型,选择状态参数,建立了增广状态方程.通过求解Riccati不等式的正定解,得出H∞控制器.使系统存在参数摄动以及外部扰动的情况下,系统依然可以实现稳定运行.通过仿真和实验进一步验证...     

三电平PWM整流器双闭环系统设计与仿真

三电平PWM整流器多采用电压控制外环和电流控制内环组成的双闭环控制系统,电压外环的作用,是根据直流电压Vdc的大小决定三电平PWM整流器输出功率的大小和方向,以及三相电流给定信号。电流内环的作用,是使整流器的实际输入电流能够跟踪电流给定,实现单位功率因数或功率因数可变。本文主要研究了三电平PWM整流器的系统设计,并进行了仿真。结果表明,设计的双闭环系统具有良好的抗扰动性能,动态响应也得到了明显的改善。     

单相UPS系统中蓄电池充电机的设计

分析了单相电压型PWM整流器的工作原理,建立了整流器的数学模型。采用瞬时直接电流控制策略,确定了电压外环电流内环的PI控制器参数。利用Matlab/Simulink仿真平台对系统进行了仿真分析,设计了1 kW的实验样机,得到了满意的充电曲线和功率因数校正结果。     

三相电压型PWM整流器功率控制方法

针对三相电压型PWM整流器,提出了一种改进的功率控制方法.以三相整流器在d-q同步旋转坐标系中的数学模型为基础,建立了系统功率关系模型,并通过对系统功率关系的分析,提出了改进的功率控制方法.分别控制瞬时有功功率跟踪动态参考有功功率和控制瞬时无功功率收敛于零,实现了输出电压稳定和高功率因数的目标.根据整流器交直流两侧功率关系,基于系统稳定性分析,设计负载电流补偿,构造出了动态参考有功功率.理论分析表明改进的功率控制方法能够消除直接功率控制策略中构造参考有功功率方法所引入的稳态误差.仿真结果验证了所提出的方法的有效性和实用性.     

三相PWM整流器H∞鲁棒控制器设计

三相PWM整流器普遍采用双闭环PI控制策略.在此针对电流环特点,设计了一种H∞鲁棒控制器.基于d,q轴旋转坐标系下PWM整流器的数学模型,选择适当的状态参数,建立了满足H∞鲁棒控制标准型的增广状态方程.依据H∞鲁棒控制的原理,定义评价信号,通过求解Riccati不等式,得到H∞鲁棒控制器.仿真和实验证明了所提方法的可行...     

基于电流无差拍控制的PWM整流器

给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正...     

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。     

一种新的三相电压型PWM整流器控制方法

针对采用常规控制方式的PWM整流器存在动静态性能较差的问题,提出了一种PWM整流器的新型控制方法。该方法电压外环采用滑模控制,电流内环采用内模控制,结合了滑模控制和内模控制的优点,即充分利用滑模控制的鲁棒性强、对负载的扰动具有很好适应性的优点,以及内模控制的良好跟踪性能和较高的稳态精度,使系统具有良好的动静态性能。以基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器为研究对象,对其电流内环和电压外环进行了设计与分析,仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和优越性。