PWM整流器瞬时功率控制策略研究

三相电压型PWM整流器一般采用电压电流双闭环控制策略,而电压方程的非线性特性使得系统分析变得困难.建立了PWM整流器控制系统的瞬时功率模型,证明了线性控制方案电压误差与输出功率之间为线性关系.比较研究了PWM整流器的线性PI控制和基于负载功率前馈控制两种线性瞬时功率控制策略,指出后者大大加快了系统响应速度.在此基础上,针对输出电压方程非线性的特点对后者进行了改进,在保持该策略优良性的同时,实现了输出电压的线性控制.仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性.     

降压式18脉自耦变压整流系统研究

18脉自耦变压整流器具有输入电流谐波含量低,输出电压纹波小、变压器等效容量小等优点,但输出电压不满足航空低压直流系统的要求。在18脉自耦变压整流器的基础上设计降压电路,保证原有性能优势不变,实现28 V低压直流输出。首先介绍了18脉自耦变压整流器的移相原理和绕组结构,并对其输出电压特性进行了分析。根据降压的需要引入了降压电路及其控制电路,进一步设计了主电路及控制电路的主要参数。最后在Saber仿真环境中进行系统建模和仿真分析,验证了该系统具有良好的输入输出性能。     

基于占空比波表的三相四线整流器控制

三相脉宽调制(PWM)整流器应用广泛。针对三相四线(TPFW)PWM整流器,提出了一种基于占空比波表的电压电流双闭环控制策略。该控制策略电压外环采用波表系数步进调节控制,电流内环采用离散比例积分微分(PID)控制叠加电容电压步进调节均衡控制。该方法能够提高系统功率因数,同时也能抑制整流器输出直流侧电压波动以及实现电容电压均衡。最后在硬件平台上进行实验验证,实验结果表明该控制策略具有抑制输出电压纹波、功率因数高、系统稳定性好等优点。与传统方法相比,该控制方法控制简单,易于工程实践     

三相电压源型PWM整流器的DSP控制

描述了三相电压源型PWM整流器的工作原理,基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下系统的数学模型,给出了一种电流前馈解耦控制算法.同时详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法,并且应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化实验系统.实验结果表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应.     

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。     

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统

提出了一种性能良好的电压矢量控制PwM整流器方法.根据dq坐标系下整流器数学模型,用控制整流器系统中有功和无功功率的方法间接控制相互有耦合的输入有功和无功电流分量.控制系统电压外环用PI调节器输出有功指令电流分量,反馈输入电流与指令电流的误差作为两个电流滞环调节器的输入.滞环输出经过开关逻辑表选择出合适的电压矢量,不需计算开关作用时间,控制整流器输入电压和电流同相位,输入电流正弦化.仿真和实验结果证明了该控制方法简单,动态性能好,易实现.     

含耦合电感的三相五电平整流器积分滑模控制

多电平整流器在高压大功率场合具有广阔应用场景。该文对含耦合电感的三相五电平整流器进行研究，首先，分析了三相五电平整流器的工作原理并建立了数学模型。其次，针对传统滑模控制应用于该整流器存在稳态误差的问题，提出融合比例积分的非线性积分滑模控制策略，实现了整流器输出电压的无差跟踪，并利用李雅普诺夫函数验证了针对该整流器所设计积分滑模控制的稳定性。最终，以负序电压注入的方法解决了由于整流器含有多个直流输出而固有的输出电压不均衡问题，并对所提控制方法进行了仿真与实验，验证了其正确性和有效性。     

电压不平衡时PWM整流器自抗扰控制策略的研究

提出一种电网电压不平衡时PWM整流器的控制方法,该方法采用自抗扰理论,将PWM整流器模型中耦合项和参数扰动视为系统扰动,采用扩张状态观测器（ESO）进行观测并补偿。建立了基于Matlab/simulink的PWM整流器仿真模型,通过仿真给出了电网电压不平衡时PWM整流器的输入电压波形,输出直流电压波形以及频谱分析结果等。仿真结果表明提出的自抗扰控制方法效果显著。     

三相PWM电压型整流器无源控制算法的研究

本文对三相电压型PWM整流器的单位功率因数以及输出电压的控制问题进行了讨论，推导了在a-b-c与d-q坐标系下整流器的动力学EL(Euler-Lagrange)方程。文中给出了无源控制器的一般设计方法与系统控制的约束条件，针对三相电压型PWM整流器系统给出了改进型无源(Passivity-Based)控制策略的仿真实验结果。仿真实验表明：本文所述的无源控制策略对于三相电压型PWM整流器系统的单位功率因数与输出电压控制具有快速跟随、抗干扰性强、功率因数高等良好特性。     

PWM整流器在双馈风力发电机励磁调节中的应用

基于三相电压型PWM整流器的d-q模型,详细分析了PWM整流器的双闭环控制原理,提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略及提高抗扰动性能的前馈控制策略,将PWM整流器应用于双馈风力发电机系统。通过仿真及实验,表明该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压,能够实现能量的双向流动,具有良好的动、静态特性,能够满足风力发电机系统的要求。     

电解铝用高效感应滤波整流供电系统分析

电解铝整流供电系统会产生大量的谐波与无功,不仅造成严重的电能质量问题,同时影响系统的运行效率。针对电解铝整流供电系统供电电压高、容量超大、整流变压器阀侧绕组电压低电流超大等特点,提出了一种适用于电解铝的新型感应滤波整流供电系统。相比传统整流供电系统,新系统在改善电能质量的同时,能够有效地缩短谐波及无功的流通路径,从而达到节能降耗的目的。新系统具有特殊的拓扑结构,并且为实现感应滤波技术,整流变压器的滤波绕组等值漏阻抗设计为零。理论分析了新系统的谐波传递特性和无功补偿特性。给出了样机试验分析,测试结果验证了理论分析的正确性,说明新型电解铝整流供电系统在谐波抑制、无功补偿以及节能等方面所具有的优势。     

一种具有实用拓扑的综合电能质量调节器的仿真和实验研究

提出了一种基于超级电容的新型电能质量调节器的实用方案。调节器拓扑采用双变换模式,输入侧采用12脉动多相整流,一是可以有效减小输入侧谐波电流,提高直流母线电压,二是多相整流的两套整流器中点直接将上下直流电容电压钳位在整流输出电压,省略了对直流电容的均压控制。超级电容模块接在直流母线上,在系统发生短时供电中断或电压暂降时,由超级电容向负载提供有功支持。研制了15kVA基于超级电容储能的新型综合电能质量调节器实验室样机。数字仿真及物理实验验证了所提拓扑结构和控制策略能够有效消除短时供电中断等电能质量问题的影响。     

基于自抗扰控制的电动汽车快速充电纹波抑制方法

电动汽车大功率快速充电采用直流供电方式,前级整流器产生的电压纹波不仅使蓄电池中出现过电压和过电流,降低电池寿命,还会降低后级DC-DC斩波器运行的稳定性,影响充电质量。因而,将整流器输出的电压纹波限制到规定的水平至关重要。以非线性、强耦合的三相桥式PWM整流器为研究对象,将自抗扰控制技术引入整流器控制中。对系统在两相同步旋转d-q坐标系下进行建模,并采用电压电流双闭环控制,根据直流侧输出电压与d轴电流的关系,将自抗扰控制器应用于电压外环控制中,利用PSCAD对系统进行仿真,与传统PI控制器的仿真对比表明,自抗扰控制器能够快速、准确地跟踪输出指令,降低输出电压纹波,提高系统的动态特性,且具有较好的抗负载扰动能力。     

新型低压船舶岸电供电电源系统的研究

针对目前我国低压船舶岸电电源系统存在的变压变频问题,提出一种基于可降压多脉冲自耦变压整流器的新型低压岸电供电电源系统,实现380V/50Hz～450V/60Hz三相电源的转换,为靠港船舶可靠供电.系统采用降压式12脉冲自耦变压整流技术降低谐波对系统及电网的影响,其中降压式自耦变压器可以实现对输入电压的降压调节,无需后续降压电路,减少系统的体积和质量,降低成本.文中详细分析了降压式12脉自耦变压整流器的工作原理,理论推导了输入电流、输出电压及变压器等效容量表达式.最后通过MATLAB建模进行仿真分析,验证了系统的正确性和可行性.     

神经PID控制在SVPWM整流器VFDPC中的应用研究

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(VFDPC)的工作原理,得出了基于虚拟磁链观测的瞬时功率估算式。设计了2个高通滤波器级联构成的二阶环节代替纯积分器滤除直流分量来解决虚拟磁链观测中存在的因积分初值选取不当造成的直流偏移问题。为提高PWM整流器直流电压稳定性,在电压外环设计了神经PID控制器。仿真结果表明,与传统PID控制相比,基于神经PID控制的SVPWM整流器直接功率控制系统直流侧电压稳定、动态性能更好。     

三相全控整流桥的准动态模型

随着大型同步发电机自并激励磁系统的推广应用,三相全控整流桥做为励磁系统的重要部件,其模型误差对电力系统稳定性数字仿真结果有重要影响。三相全控整流板的传统平均值模型不能反映控制角变化时整流桥的非线性动态电压输出,特别是在电力系统故障,输出电压频繁大幅度调整时,模型误差将被显著放大。该文在计算耗时支出较小的前提下,提出基于仿真步长的电压源-变压器-三相全控整流桥的动态模型;即：先对三相全控整流桥触发脉冲形成环节进行模拟,求出触发时刻,再对应计算出整流桥输出在一个机-电互动仿真步长上的平均值,使其反映整流器开放角,换弧过程和电源电压对整流器输出电压的动态影响,从而消除了模型在这个应用范围内的模型误差。该模型可在一个数字仿真步长上反映整流器开放角由大到小变化时的输出电压纹波以及换弧过程对整流器输出电压的动态影响。该模型耕时少,可以用于电力系统稳定性分析和励磁系统控制方式的研究,以及电力系统稳定器PSS的设计和整定计算验证。     

励磁系统故障导致跳机事故的分析

从励磁系统故障现象,发变组保护动作行为对一起跳机事故进行逐一论证,得出故障是由于整流柜脉冲变压器耐压等级低导致绝缘击穿,从而使整流柜可控硅触发脉冲混乱,整流柜失控;此次事故还暴露出发变组保护失磁t4出口动作方式不当,DCS交流主电源供电不稳等问题,并针对这些问题采取相应的改进措施。     

考虑有载调压变压器的电解铝稳流控制及其能效分析

电解铝稳流系统的效果直接影响电解产品的质与量。介绍了二极管整流加饱和电抗器稳流的供电方式,分析了整流机组控制和系列电流控制的原理。将自饱和电抗器等效为一个可控的电感,以系列电压的设定值与测量值之差作为有载调压开关的触发信号,提出了一套稳流协调控制策略。利用PSCAD/EMTDC软件搭建模型模拟仿真,结果表明,该控制策略能够有效地保持电解系列电流的平稳,且能够大大降低运行成本,提高经济效益。     

基于光蓄发电单元的动态电压应用研究

针对微电网中存在的电压质量问题,提出一种基于光蓄发电单元的动态电压恢复器(DVR)。该DVR储能装置为光蓄发电单元,并采用整流器与配电网相连,可将能量从电网或光伏发电提供给负荷,通过对其中的开关信号进行合理控制,从而实现DVR及UPS运行模式的有效切换,提高设备利用率,提高供电质量和可靠性。仿真结果表明,该DVR可有效改善微电网电压质量。