三相电压型SVPWM整流器直接电流控制方式研究

PWM调制在微特电机控制中的应用已非常普遍。该文在建立电压型PWM整流器模型基础上，提出了一种实用的电流解耦方案；给出了一种由dsPIC控制的三相电压型PWM整流器控制系统。详细介绍了其硬件组成，论述了软件结构，给出了实验结果，说明其电流畸变率小于49／5，有良好的实用效果。     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定.根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计.仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的.     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计。仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的。     

三相SVPWM调制的电流型PFC整流器

介绍了一种基于空间矢量调制的三相电流型PFC整流器,采用有功功率和无功功率解耦的控制策略。此外还介绍了一种基于电网侧电感电压反馈的抑制电网侧电流振荡的方法。仿真和实验结果均表明系统具有良好的动静态特性,交流侧电流波形接近正弦,功率因数接近1。     

带中点电位平衡控制的VIENNA整流器简化SVPWM双闭环控制

针对三电平VIENNA整流器存在的固有中点电压波动和传统SVPWM(空间矢量脉宽调制)计算繁琐的不足,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦闭环控制中,通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制,并探索了一种基于两电平空间矢量平面的三电平SVPWM简化算法。结合等效电路分析了整流器工作原理,并给出了简化SVPWM占空比和中性点补偿系数选取依据。最后搭建了一台实验样机,实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。     

基于新型电压电流双闭环控制的轴带发电机PWM整流器研究

为改善船舶轴带发电机的工况性能,通常采用电压型PWM整流器来对发电机进行可控整流。针对轴带发电机整流系统,由于功率不易测量而不宜采用直接功率控制,而采用直接电流控制动态性能又不是很理想。为此,本文在传统的直接电压电流双闭环控制模型的基础上,提出了采用电压电流平方双闭环控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗负载扰动能力;该控制方案还具有所需传感器数量较少、数字化实现相对简单等优点。最后,通过仿真和搭建实验平台验证了该控制模型的正确性和该控制方案的可行性。     

基于SVPWM调制的单相三电平PWM整流器研究

针对单相电压型三电平PWM整流器,探讨了一种新的调制方法——空间电压矢量SVPWM控制法。针对三电平变流器直流侧电压调节和平衡问题,引入了一种新的电压平衡方法。建立了变流器系统的数学模型,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明：在机车运行的两种典型工况即牵引和再生下,SVPWM调制使得牵引变压器一次侧的功率因数接近于1,在电网侧可获得近似正弦波的电流,而且可以在以上两种典型工况间实现平滑的转换。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。     

基于SVPWM的三相混合开关电流型整流器的优化控制策略研究

本文针对一种三相混合开关PWM电流型整流器电路拓扑进行改进,并提出了一种优化的空间矢量控制策略。该混合开关整流器在大功率领域具有显著的电流特性和成本优势。使用优化的电流型空间矢量进一步提高该混合开关电流型整流器的工作频率,减小了系统滤波元器件的成本和体积。电路仿真以及实验结果均验证该优化的混合开关整流器在大功率场合下可实现高功率因数运行,并有很好的谐波抑制效果。     

三相VIENNA整流器双闭环控制策略及其参数研究

通过对VIENNA整流器基本原理分析,建立了d-q坐标系下的数学模型。由于系统具有强耦合、非线性的特点,利用前馈解耦控制策略实现对d、q轴的解耦控制。一方面,基于频域法对电流内环进行分析,借助MATLAB单输入-单输出SISO(single input-single output)设计工具,合理配置电流内环控制器零点位置与环路增益,实现对网侧电流快速性与稳定性的控制;另一方面,电压外环易受到负载电流影响,通过对外环控制器零点和环路增益优化配置,提高系统鲁棒性。此外,重点分析了在负载电流干扰的情况下影响电压外环控制器稳定性的成因。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台,验证了电流内环和电压外环控制器参数设计的正确性与合理性,使VIENNNA整流器双闭环控制系统具有良好的稳定性能和动态性能,并在负载波动的情况下,保持良好的控制效果。     

三相电压型PWM整流的新型双闭环控制策略

同步旋转d-q坐标系下的电压、电流双闭环控制,广泛应用于三相电压型PWM整流器。该方案结构简单,比较适合基于数字处理芯片的数字控制系统。由于交流侧电感工艺存在差异,且当电流很大电感饱和时,电感值也会有变化,实际控制系统往往忽略掉耦合项;而电压外环的非线性也使得控制系统的性能提升受到限制。提出一种新的电压电流双闭环控制策略,其中电流内环借鉴合成矢量的思想,提出同步旋转d-q坐标系下无电感L参数的电流解耦控制方法;电压外环采用电压平方为控制量实现线性化的间接电压控制。仿真与实验结果均验证了所提方法的正确性和有效性。     

三相电压型PWM整流器的新型双闭环控制方法

研究了三相电压型PWM整流器的基于内模控制的新型双闭环控制策略。其中电流环基于内模解耦控制,实现了有功和无功电流的解耦,电压环基于功率守恒和二自由度内模抗扰控制,既实现了线性化的间接电压控制,又可实现直流侧电压的快速跟踪和优良抗扰特性。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

三相VSR的新型电流前馈解耦和滑模控制

三相电压型PWM整流器(voltage source PWM Rectifier——VSR)广泛采用同步旋转d-q坐标系下的电压、电流双闭环控制,且对电流内环的分析一般是建立在系统解耦的基础上。在实际中,由于电感值的变化,系统不能完全解耦,从而导致系统性能变差。针对此问题,提出了一种新型的电压电流双闭环控制,其中电流内环采用同步旋转d-q坐标系下无电感L参数的电流解耦控制方法;电压外环采用滑模控制,并结合SVPWM技术对控制信号进行调制。仿真结果表明,该控制方案具有很好的动态响应性能和鲁棒性能。     

基于模糊控制的双闭环PWM整流器

传统的双闭环PWM整流器设计中常常采用常规PID调节方式进行控制,但是由于PWM整流器具有非线性等特性,在较大的扰动和控制对象变化时情况下,使用PID调节方式难以得到满意的调节效果。该文将传统PID控制与模糊控制相结合,并引入负载电流前馈补偿,提出了一种新颖的控制策略,优化了PWM整流系统。理论分析和仿真表明：这种控制策略能使系统获得优良的动态和静态性能,而且设计方法简单,控制器容易实现。     

无刷直流电机双闭环模糊自适应控制方法研究

在分析无刷直流电机数学模型的基础上,提出了一种双闭环模糊自适应控制方法。该控制系统是以电流环作为内环,采用传统的PI控制;转速环作为外环,采用PI控制与模糊控制相结合的方法,即模糊自适应控制方法。以速度误差及速度误差变化率作为模糊控制器的输入,大偏差时采用模糊控制,以增强系统的响应速度和鲁棒性;小偏差时采用传统的PI控制,使系统稳态无误差。仿真实验结果表明,相比于传统的PI控制系统,模糊双闭环自适应控制系统具有良好的动、静态特性,以及较强的鲁棒性。     

三相PWM整流器的小信号建模及其双闭环控制

采用开关函数描述的三相PWM整流器的数学模型为非线性模型,控制器的设计比较困难。利用开关周期平均法建立三相电压型PWM整流器(VSR)的平均模型,扰动分离后分别得到稳态模型和小信号模型,其小信号模型即为线性时不变模型。基于小信号模型设计了电压外环和电流内环的PI控制器。最后通过Matlab仿真验证了小信号建模和控制器设计的正确性。     

一种新型数字锁相环在三相电压型SVPWM整流器中的应用

研究了基于两相静止坐标系中的SVPWM整流器的数学模型,针对三相电网电压出现频率偏移时传统的锁相环响应速度慢、锁相精度差等缺点,提出了一种基于坐标变换理论的新型数字锁相环,并分析了新型锁相环的工作原理.仿真试验结果验证了该算法的可行性和锁定信号的快速性;同时,解决了在三相电网电压频率小范围漂移情况下传统锁相环不能准确锁相的问题,对实际工程有一定的指导意义.     

基于双环控制的三相SVPWM逆变器研究

提出一种基于电压电流双环控制的三相SVPWM逆变器，分析了其两相同步旋转坐标系下的数学模型并由此构建了系统的电压电流控制器。为了提高系统的动态响应特性及抗扰能力，电压外环包含了负载电流前馈及输出滤波电容电流解耦，电流内环包含了输出电压前馈及输出滤波电感电压解耦。20kVA实验样机的实验结果表明，该逆变器具有良好的非线性负载能力。     

基于双环控制的三相PWM整流器研制

为解决三相电压型PWM整流器有功电流和无功电流互为耦合问题,采用基于电流前馈解耦的方法,在三相电压型PWM整流器的同步旋转dq坐标系中的数学模型基础上,建立了电压和电流双环控制系统,同时给出了具体设计方法;最后基于DSP控制芯片搭建了整流器的试验样机,并给出了硬件设计和软件流程图;试验结果表明:整流器直流侧输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1,可显著抑制谐波对电网的干扰,改善电网运行品质。     

基于DSP的三相高功率因数整流器滑模矢量控制

基于三相PWM整流器数学模型,根据滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,简称SMVSC)理论设计出了双闭环控制系统,并运用空间矢量算法实现算法的控制输出,整个系统实现了三相功率因数校正和输出电压调节双重功能。对该系统进行了理论分析和关键参数设计,并在Matlab上进行了仿真。仿真结果表明,应用SMVSC理论控制三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)整流器不仅易于设计和实现,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。最后设计了一台10 kW的样机,用TMS320F2812实现了整个控制过程。实验证明输出电压控制稳定,而且得到了满意的功率因数校正结果。