基于网压预测的单相PWM整流器比例谐振控制

PWM整流器带谐波补偿器的比例谐振控制能够选择性地抑制电网电流中的谐波含量,然而其补偿的谐波次数受到电流环带宽的限制.当抑制谐波次数较高时,必须对谐振频率处电流环延时进行超前补偿,才能保证电流环的稳定性.随着抑制谐波次数的增多,数字信号处理器的运算量变大.针对上述问题,分析了电网电压谐波对电网电流的影响机理.提出了在电...     

电力电子牵引变压器中单相PWM整流器准PR控制策略

电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)装备在电力机车中可以满足牵引系统减重、改善电能质量等多种要求。单相脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)整流器作为电力电子牵引变压器的重要组成部分,具有功率因数可控、动态响应较快的优点,但由于输出直流电压的低频波动,使其输入交流电流中产生低次谐波"污染",恶化电能质量。为此,论文为电力机车牵引系统的单相PWM整流器提出一种改进的矢量控制策略,将比例谐振(PR)控制引入电流控制环,并在分析网侧谐波电流产生原因的基础上,将低次谐波抑制功能引入到电流环控制器中,以抑制网侧电流谐波。仿真分析与实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

单相PWM整流器的输入电流H_∞重复控制方案

针对单相PWM整流器的输入电流控制提出了H∞重复控制方案。通过引进一个虚拟扰动Δ(z)取代重复控制器的延迟环节z-Nd,重复控制器被很好地集成到H∞反馈控制器设计结构中,并能显著降低反馈控制器的阶数。详细地给出了H∞重复控制方案的设计方法。所提出的控制方案将H∞优化反馈控制与重复控制有机结合,并兼具二者的优点:动态响应快,鲁棒性好和跟踪稳态误差小。采用H∞重复控制方案控制的单相PWM整流器,不仅具有输入电流谐波含量低,稳态跟踪精确度高,动态响应快,而且在负载扰动发生的情况下,具有很好的鲁棒性。实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

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...     

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。     

基于谐波电流抑制的单相PWM整流器设计与研究

针对传统电压型单相脉宽调制(PWM)整流器电流环控制问题,首先根据交流电压建立同步旋转坐标系,将交流电量变换至旋转坐标系中的直流电量,然后针对旋转坐标系中的直流电量进行电流闭环控制,然后研究交流电流3次谐波出现原因,给出消除特定电流谐波的办法。最后,搭建以STM32F407为核心的实验平台进行验证。实验结果表明,所提控制方案有稳态误差小、无功电流可调、能有效抑制3次谐波电流的优点。     

基于复合控制的单相电压型PWM整流器的研究

本文深入分析和研究了单相电压型PWM整流器的数学模型和调制方式，在此基础上提出了一种复合控制——带电网电压前馈的双闭环直接电流控制方案。该双闭环控制器不仅具有快速的电流跟踪响应和良好的稳态性能，而且使电网输入侧功率因数接近于1，输入电流为谐波含量很小的正弦波。     

基于根轨迹法的单相PWM整流器比例谐振电流调节器设计

比例-谐振(PR)调节器可以实现单相PWM整流器的电流环无静差控制。传统的PR调节器整定方法是分别调整比例和谐振系数,在开关频率\采样频率很低时,电流环不容易稳定。本文在离散域中直接进行设计,用根轨迹法配置电流控制器的零点和增益,保证了电流环的稳定性,并且使电流控制具有良好的稳态和动态性能。仿真和实验结果验证了设计方法的有效性。     

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。     

单相PWM整流器比例谐振控制与前馈补偿控制

提出了单相PWM整流器比例-谐振控制(PR)与无延迟前馈补偿控制的策略.系统由比例-谐振控制器、快速的相角估计器和无延迟前馈补偿器组成.与传统的PI控制器和多频率比例-谐振电流控制器相比,该比例谐振控制器结构简单,能显著减少控制延迟时间.通过理论分析,提出的用电网电压和电流的估计值与单步预测值来实现的无延迟前馈补偿器,可避免因延时引起的不良影响、测量噪音及补偿过程中产生的电网电压谐波分量.仿真分析与实验结果验证了系统具有较好的稳态性能和更好的抗扰性能.     

基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究

在分析单相逆变器结构及比例谐振控制算法基础上,根据逆变器的谐波特点,提出一种比例谐振与重复控制相结合的控制策略.通过重复控制的内模原理抑制逆变器输出波形的谐波畸变,与传统的比例谐振控制相比,重复控制引入能有效提高逆变器输出电压电流波形质量,降低系统谐波总畸变率.实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

单相PWM整流器高品质网侧电流控制

单相PWM整流器网侧电流控制是整流器控制系统的核心,目前常用的PI电流调节器无法实现正弦量的无差跟踪,且需要电网电压前馈以减小电网电压扰动的影响.本文分析了基于PR( Proportional-Resonant)调节器的电流控制系统的动态模型,由于PR调节器的幅频增益在基波处为无穷大,使得该系统能够实现正弦电流的无差跟...     

一种基于比例谐振控制的三相四线PWM整流器研究

对于三相四线制整流器系统,当电网电压和负载电流不平衡或者存在畸变时,应用d-q坐标变换后,传统的基于比例-积分（PI）控制器的矢量控制系统无法获得零稳态误差.鉴于比例-谐振（proportional-resonant）控制器在交流信号输入调节上具有良好的性能,本文提出了基于比例-谐振（PR）控制器来实现三相四线PWM整流控制策略,简化了控制系统的结构,在输入电压畸变以及不平衡情况下能实现电压跟踪运行.针对串联电容均压问题,本文从理论上分析了两组电容电压不平衡的原因,提出了相应的抑制方法.最后在MATLAB上建立了相应的仿真模型,仿真结果表明该控制方法有效性.     

PWM整流器无电网电压传感器控制策略研究

PWM整流器是一种高功率因数、低噪音静止变流器.采用类似于交流电机磁链观测的方法构造出虚拟的电网磁链矢量,作为PWM整流器矢量控制中的定向矢量,可以达到取消交流侧电网电压传感器、降低PWM整流器硬件成本的目的.提出了准确观测虚拟电网磁链的方法,解决了PWM整流器无电压传感器运行的关键问题.     

单相4象限变流器的预测电流控制算法研究

分析了单相4象限变流器的主电路及其预测电流控制原理.为了减小控制延时对电流环稳定性的影响,根据电感电流方程,构造了超前一个控制周期的电流估计器.该算法能够消除滞后一拍控制对电流稳定性带来的影响,降低电网电流谐波含量,具有预测精度高、易于DSP实现的特点.实验结果验证了该方法的正确性和有效性,有效改善了交流电流波形.     

单周期控制PWM整流器的研究

单周期控制(OCC)具有抗电源扰动能力强、动态响应快、鲁棒性强、恒频控制等优点,而被广泛应用在各类变换器中.单周期控制PWM整流器与传统控制PWM整流器相比,不需要检测输入电压、不需要锁相环电路和其它同步电路,只需检测输入电流和输出电压,用模拟器件就可实现控制策略.具有电路简单、成本低、可靠性高等优点.提出基于单周期控制单相PWM整流器,理论和仿真实验证明控制策略的有效性和实用性,实现了变换器的输入端单位功率因数.     

单相PWM整流电路控制策略研究

介绍了单相PWM整流电路的原理及其工作模式,阐述了一种简单跟随N4~＇I电流的控制策略。此外,根据控制电路中是否含有PLL模块,设计了两种仿真电路。通过MATLAB仿真实验,验证了它们的可行性。     

基于输入端电压动态分量优化的PWM整流器模型预测控制

为了提高三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的动态响应速度和控制精度,提出了一种基于整流桥输入端电压动态分量优化的模型预测功率控制算法。首先,建立了三相PWM整流器dq旋转坐标系下的功率数学模型,分析了传统基于比例-积分(PI)控制器的直接功率控制算法的工作原理。然后,针对传统基于PI控制器的直接功率控制算法的内环功率PI控制器参数设计复杂及动态响应速度慢等缺点,从整流桥输入端电压动态分量优化的角度出发,借鉴模型预测控制思想,通过评价函数预测最优动态分量,在取消了功率内环PI控制器的同时提高了系统的动态响应速度和控制精度。最后,对所提模型预测功率控制和传统基于PI控制器的直接功率控制算法分别进行半实物实验对比研究,实验结果证明了所提算法的正确性和有效性。     

基于dq坐标定时滞环比较三相PWM整流器的研究

滞环比较方式是PWM控制的常用方式,对电流滞环比较PWM控制方式的原理进行分析,总结电流滞环比较方式的优缺点。为了提高三相PWM整流器的电流跟踪性能,减少开关频率及开关损耗,在滞环宽度固定的基础上,提出了一种采用定时控制的瞬时值比较方式。