一种基于调制比软启的PWM整流器启动冲击电流抑制方法

三相PWM整流器启动时,会在交流侧产生较大的冲击电流,过大的冲击电流不仅会产生电磁干扰,损坏开关器件,甚至会触发过流保护,威胁系统运行.目前常用缓给定电压或电流参考值的方法抑制启动冲击电流,但此类方法抑制效果有限,难以抑制整流器启动时前几个开关周期内的冲击电流.针对该问题,从整流器开关模式角度深入分析了冲击电流产生机理,推导了开关模式持续时间与调制比的数学模型,得到了调制比与冲击电流的关系,从而提出一种调制比软启的启动冲击电流抑制方法.最后,通过实验验证了所提方法能从根本上消除PWM整流器启动过程中的冲击电流.     

三相电压型PWM整流器的分段启动控制

三相电压型脉宽调制(PWM)整流器主要采用双闭环的前馈解耦控制,包括电压外环和电流内环。电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制整流器的输入功率因数。采用该控制策略的PWM整流器在启动时会产生冲击电流。分析了冲击电流的产生原因,提出了PWM整流器的分段启动控制方法。仿真和实验结果均表明该控制策略能很好地抑制PWM整流器启动阶段的冲击电流。     

CRH2动车组三电平PWM整流器仿真及谐波分析

CRH2高速动车组采用三电平PWM整流器,针对单相三电平PWM整流器在牵引传动中的要求,分析了其结构与工作原理,研究了PWM调制原理及其电压电流的双闭环控制方式。采用Matlab/Simulink进行CRH2单相三电平PWM整流器仿真。实验表明,电压电流双闭环控制能实现网侧功率因数接近于1,直流侧电压稳定。并运用双边傅立叶变换方法,分析其电流谐波特点。     

三相PWM整流器启动冲击的抑制

采用LCL滤波器的三相电压源型脉宽调制(PWM)整流器广泛应用于中高功率场合,且可双向运行。基于坐标变换的直接电流控制方法具有控制精度高、调节速度快等优点,广泛应用于三相PWM整流器的控制。直接电流控制中的比例积分(PI)调节器会导致整流器启动瞬间产生过冲电流,使得功率器件承受较大的瞬时电流应力,影响系统的可靠性,故需研究三相整流器启动冲击的抑制方法。分析了三相电压源型PWM整流器启动过程并建立其动态模型,分析了产生过冲电流的原因,介绍了冲击电流幅值的估算方法,在此基础上提出了一种新型软启动控制方法,并通过仿真与实验验证了理论分析。     

改善三相电压型PWM整流器动态性能的研究

针对船舶电力推进系统中三相电压型PWM整流器启动瞬间产生冲击电流、且受负载扰动影响大的问题,设计一种电压平方环作为外环、整流器启动直流侧电容电流作为无功电流的控制方法,该方法可有效抑制整流器启动冲击电流。此外,根据在负载扰动瞬间的功率关系,把补偿电流与负载电流一起作为有功电流的补偿进行前馈控制,从而提出一种新的负载电流前馈控制方法,以提高整流器的抗负载扰动能力和船舶电力推进系统运行的可靠性。仿真启动冲击电流减小了60%,实验启动冲击电流减小了40%。     

单相PWM整流器的特定谐波改善控制方法

针对大功率应用场合的单相PWM整流器,为了实现其网侧电流正弦化、减少网侧电流3次谐波含量和提高输入端功率因数,探讨了一种适用于单相PWM整流器的网侧电流3次谐波抑制方法。首先分析了单相PWM整流器的工作原理和网侧电流的3次谐波产生原因,并将该新型谐波抑制方法与常规控制算法进行了对比。计算和仿真实验表明该新型控制算法能够有效抑制网侧电流的3次谐波,并降低总谐波畸变率。     

单相电压型PWM整流器的设计与研究

针对传统单相脉宽调制(PWM)整流器电流跟踪控制存在滞后,从而影响电网电能质量的缺点,在传统电压、电流双闭环控制的基础上,引入电压前馈技术,改善了电流跟踪控制性能和PWM整流器的功率因数。详细讨论了PWM整流器电路关键参数的设计,研究了该控制策略下PWM整流器在电机牵引与制动工况时的电流跟踪性能,并搭建了实验平台。实验结果证明了该控制策略的有效性和优越性。     

基于纹波电压补偿的单相PWM可逆整流器的研究

在分析单相PWM整流器工作原理的基础上,采用补偿输出纹波电压的方法改进了传统的电压电流双闭环控制策略,并在Simulink环境中对单相可逆整流器模型进行了仿真。仿真结果表明,采用补偿输出纹波电压的方法可以有效降低由输出纹波电压引起的输入电流畸变,从而减少对电网的污染。     

电力机车单相PWM整流器μ综合直接电流控制

外界环境改变以及功率器件老化等因素,会不可避免地导致电力机车单相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器系统网侧电路参数发生变化,这一现象易影响整流器系统控制性能。为提升单相PWM整流器系统在网侧电路参数摄动情况下的鲁棒性,提出一种基于结构奇异值(structure singular value,SSV)理论的μ综合直接电流控制(directcurrentcontrol,DCC)策略。在单相PWM整流器dq坐标数学模型的基础上,得出电流环系统状态空间;利用性能加权函数约束电流控制系统跟踪精度、规划抗干扰能力以及限制控制输出大小,同时引入虚拟性能不确定模块,进一步归纳出具有结构化不确定性的单相PWM整流器μ综合控制问题;经D-K迭代所得该μ综合问题结构奇异值曲线峰值为0.895,表明μ综合直接电流控制器可使单相PWM整流器系统满足鲁棒稳定与鲁棒性能要求;通过半实物仿真平台对μ综合DCC策略与直轴交轴(direct-axis quadrature-axis,DQ)电流解耦控制策略进行实验对比研究,结果表明:所提控制策略动态响应速度快,且在网侧等效电感参数摄动情况下系统鲁棒性较强。     

能量回馈型同相供电系统的单相PWM整流器研究

针对能量回馈型同相供电系统中单相H-H功率单元的PWM整流器,提出了一种电压、电流前馈的双闭环控制策略。同时,针对大功率、低开关频率应用场合,给出了一种调制方法,解决系统延时带来的控制性能下降问题。最后,基于数字信号处理器(DSP)与复杂可编程逻辑器件(CPLD),构建了兆瓦级单相PWM整流器硬件装置。实验结果表明,系统运行稳定,动、静态性能符合指标要求。     

基于纹波电压补偿的单相PWM可逆整流器的研究

本文在分析单相PWM整流器工作原理的基础上,采用补偿输出纹波电压的方法改进了传统的电压电流双闭环控制策略,并在Simulink环境中对单相可逆整流器模型进行了仿真,仿真结果表明采用补偿输出纹波电压的方法可以有效降低由输出纹波电压引起的输入电流畸变,从而减少对电网的污染。     

用于电动汽车充电的单相PWM整流器调制方式研究

针对用于电动汽车充电的单相电压型PWM整流器,对其单极性调制方式和双极性调制方式进行了对比研究,结合两种调制方式的优点,提出了单极性调制与双极性调制相结合的混合调制方式,解决了单相电压型PWM整流器在单极性调制时过零点附近电流畸变较大和双极性调制时电路开关损耗较大的问题。搭建了实验平台,实验结果证明了混合调制方式的可行性和正确性。     

基于DQ坐标系的单相三电平PWM整流器研究

为了实现牵引传动系统网侧电流正弦化、高功率因数和开关器件承受低电压,一种单相电压型三电平PWM整流器被采用。论文在分析其工作原理的基础上,将三相整流器中使用的DQ坐标系引入单相整流器,并建立了该PWM整流器在DQ坐标系下的数学模型。探讨了一种适用于单相两电平和三电平PWM整流器的DQ坐标系下的预测电流控制方法,通过计算仿真验证了该算法的可行性。     

重复控制的单相高频隔离PWM整流器

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析。该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器原边的电压过冲和振荡。设计其调制方法,建立其数学模型,并采用复合重复控制的双闭环策略进行输出电压和电网侧电流的高性能控制。周波变换器和钳位电路均实现了零电压开关,副边全桥电路部分实现零电压开关。制作了1 kVA的实验样机,实验结果验证了调制方法和控制策略的有效性。该高频隔离整流器结合了常规单相PWM整流器和高频隔离变换器的特性,其更有输出电压范围更广,双功率流、高功率密度和电网侧电流质量高且功率因数可调节等特点,非常适合电动汽车充电领域。     

双随机调制技术在有源功率因数预调节器中的应用研究

高频脉宽调制(PWM)整流技术能够减少单相AC—DC整流装置输入端的谐波电流、提高功率因数,但引起了集中在开关频率及其倍频谐波频谱的离散能量分布特性。随机调制技术能够改善电力电子系统电磁兼容性。针对有源功率因数预调节器高频PWM的开关特性,引入双随机调制技术,完成了该系统的性能仿真研究及其Welch谱估计分析。结果表明,双随机调制技术在保证功率因数预调节器具有较高功率因数的情况下,还减小了该高频整流器对供电系统的干扰,改善了其电磁兼容特性。     

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。     

一种抑制PWM整流器起动冲击电流的缓给定方法

传统的三相电压型PWM整流器常采用带有前馈解耦的电压电流双闭环PI控制方式,在该方式下数字控制相对简单且易于调节。但是在整流器起动过程中,由不控整流向PWM整流转换时,直流母线电压给定量是一个阶跃信号,导致母线电压迅速增加,产生冲击电流,使开关器件承受很大的电流应力,影响系统的安全与可靠性。为解决这一问题,在建立PWM整流系统数学模型基础上分析冲击电流的产生机理,提出从根本上抑制冲击电流的缓给定方法,仿真和实验结果验证了所提方法合理性和有效性。     

单相PWM整流器瞬态电流控制策略的研究

针对单相两电平PWM整流器在铁路牵引传动中应用的要求,分析了其工作原理和工作状态,建立了相应的开关函数数学模型,并介绍了SPWM的调制原理,着重分析了瞬态电流的控制方法.实验证明,瞬态电流控制能实现网侧功率因数接近于1、直流侧电压稳定、网侧电流谐波小等控制目标.     

特定谐波消除及优化脉宽调制单相整流器的研究

特定谐波消除(SHEPWM)及优化脉宽调制(OPTPWM)通过开关时刻的优化选择,具有输出波形谐波含量小、效率高、直流电压利用率高等优点。本文提出了在单相电压型PWM整流器中采用SHEPWM或OPTPWM调制策略,并与SPWM调制进行比较。首先对单相整流器SHEPWM、OPTPWM调制策略的原理及控制策略进行了分析,并通过50k V·A单相整流器进行仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,采用SHEPWM或OPTPWM调制策略网侧输入电流总谐波畸变率、整流变压器绕组谐波损耗及铁心损耗都要低于SPWM调制策略。     

大功率PWM整流器的设计

对电镀行业中锅炉启动等环境中工作的大功率PWM整流器进行了设计。目的在于提高该类PWM整流器的工作效率,实现整流器的有源逆变以及单位功率因数运行。设计过程中采用了 SVPWM调制方法和电流直接控制方法等技术。设计思路简单,易于实现。本文还给出了所设计的PWM整流器的主要参数,并使用PSCAD仿真软件对其进行了软件仿真,...