三相PWM整流器PI调节器设计分析

建立了三相PWM整流器在两相同步旋转坐标系（d—q坐标系）中的数学模型,采用前馈解耦控制双闭环控制策略,实现了输入电流跟踪指令电流,输出稳定直流电压,给出了电流内环和电压外环的PI调节器的设计。最后在MATLAB／SIMULINK中进行了三相PWM整流器系统的仿真实验,结果验证了PI调节器设计的正确性。     

三相PWM整流技术在电动汽车中的应用

建立了三相PWM整流器的数学模型,通过Park变换将abc三相静止坐标系转换到dq两相旋转坐标系,设计了三相PWM整流器的双闭环控制系统,同时给出了电压外环和电流内环的PI调节器的设计方法。采用前馈解耦控制方法,实现了输出稳定的直流电压,提高了系统的鲁棒性。最后通过MATLAB/Simulink对三相PWM整流器模型进行了仿真,证明了所建立模型的正确性。     

电压源型PWM整流器直流母线电压的消抖方法

直流母线电压的稳定性是PWM整流器的一个重要指标。在电网电压不平衡且(或)含有低次电力谐波时,传统的控制方法不能消除直流母线电压的抖动。为解决这一问题,首先深入分析了电网电压不平衡且含有5次、7次谐波分量对电压源型PWM整流器的直流母线电压稳定性的影响;进而提出了一种基于比例积分-谐振(PI-R)的控制策略,并详细分析了电流控制指令计算和PI-R控制器的设计方案。1 MW PWM整流器的仿真结果表明,所提出的控制策略能显著抑制直流母线电压的波动,并提高系统的安全运行性能。     

电流解耦三电平PWM整流器矢量控制系统

分析了三电平脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,建立了电压电流解耦环节,对解耦后的dq轴电流分别进行PI控制.给出了MATLAB仿真结果,结果表明该整流器谐波小、功率因数高、动态性能好.     

基于单神经元自适应的 PWM 整流器控制方法研究

针对 PWM 整流器在传统双 PI 控制中存在非线性、高次谐波和抗扰性差等缺点,以三相电压型 PWM 整流器为研究对象,提出了一种单神经元自适应 PID 与传统 PI 复合的新型控制策略。以电压外环误差限作为调节器切换依据,在误差限值以上利用神经元自学习、自整定算法输出动态可变的 PID 参数调节电压,在误差限值以下采用 PI 调节器快速减小静差,同时在电流内环引入前馈解耦策略实现电压、电流双闭环控制。对系统进行了仿真实验,结果表明这种控制方法能有效改善电压的抗扰性和电流的跟随性,提升电能质量并减小谐波污染,系统动静态性能良好。     

基于四桥臂逆变器的电压平衡控制算法研究

各种不平衡负载和非线性负载在实际中的应用越来越普遍,而三相四桥臂逆变器与其它的三相四线制逆变器相比具有突出的带不平衡负载的能力,但是三相不平衡电流会导致输出电压中含有负序分量和零序分量,为了使三相输出电压对称,文中提出了基于两组PI控制器的三相输出电压平衡控制策略：一组PI控制器在正序旋转坐标变换下用来控制正序分量,另一组PI控制器在负序的旋转坐标变换下用来控制负序分量,两组PI控制器均采用双闭环控制。并通过MATLAB/Simmulik仿真实验验证了所提出的控制策略的有效性和优越性。     

矢量谐振控制器在并联有源滤波器中的应用

针对并联有源滤波器(SAPF)补偿电流的控制问题,分析了比例积分(PI)控制器和矢量谐振(VR)控制器对SAPF补偿电流控制的优势和不足之处,提出了这两种控制器并联的电流控制策略,具体将PI控制器、VR控制器分别用于在同步旋转坐标系下无静差地调节基波电流分量和相应频率次的谐波电流分量,介绍了SAPF的数学模型及其特点,并基于零极点对消的方法,详细分析了PI控制器和VR控制器的电流闭环频率特性,论证了并联电流控制方法的可行性,并在Matlab/Simulink模块中搭建的SAPF仿真系统和SAPF实验样机中进行了应用验证。仿真和实验结果都表明,采用该方法的SAPF对主要次的谐波电流有良好的补偿效果。     

基于DSP控制器的双PWM三相异步电机系统的设计与实现

针对传统的通用变频器采用二极管不控整流或相控整流存在网侧电流谐波含量大对电网的污染比较严重、功率因数低、能量传输不可逆等缺点,论文引入脉宽调制(PWM)整流器技术以取代不可控整流或相控整流。同时传统三相异步电机控制存在浪费能量的问题,论文提出用PWM逆变器来实现变频,可以实现节能的目的。基于三相电压型PWM整流器(VSR)和三相异步电动机的数学模型,提出在整流侧和逆变侧分别采用相应的矢量控制策略,设计出具有网侧单位功率因数控制、低谐波含量、能量可双向传输等优点的双PWM型感应电机变频调速系统。     

基于PI调节器的软件锁相环方法及应用

介绍了一种用于PWM整流器的软件锁相环方法,采用基于坐标变换及参考模型自适应控制的软件锁相环技术,将三相电压变换到以角频率ω_0为旋转角速度的旋转dq坐标系下电压U_d,U_q,令dq坐标系下的虚轴分量为零,则ω_0可以跟随电网电压角频率ω_C,从而实现与电网电压同步锁相。通过样机测试,验证了所用软件锁相环方法的快速响应和较好的鲁棒性,证实了该方法的可行性,在工程应用上有实用价值。     

三相有源电力滤波器电流控制技术研究

电网常用的三相有源电力滤波器(APF)一般都是基于三相六开关拓扑,将三相六开关拓扑中一个桥臂上的2个开关用电容来替代便为三相四开关拓扑,三相四开关拓扑制定相应的控制策略可实现三相六开关APF的功能,一般作为三相六开关APF的一种较为经济的容错拓扑,来提高系统运行的可靠性。针对三相四开关APF控制策略的研究仍比较有限,该文研究了几种三相四开关APF的电流控制方法,并重点研究了基于dq同步旋转坐标系的直接电流控制策略,该控制策略不需要检测谐波电流,减少了所需传感器的数目并更易于利用DSP等数字芯片实现,同时避免了由于谐波检测的误差造成的补偿精度上的问题,通过将APF的数学模型转化到dq同步旋转坐标系下,利用PI控制器便可对电网输出电流的无静差跟踪控制。文中阐述了几种电流控制策略的原理,并建立了三相四开关APF的仿真模型,对基于dq坐标系的直接电流控制策略进行了仿真验证,证明该方法具有较好的动态特性和稳态特性。     

基于双PWM的兆瓦级风电机组并网控制策略的研究

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,根据三相电压型PWM整流器开关函数的数学模型,本文提出了基于背靠背双PWM变流器的风力发电机组的并网控制策略,建立了该策略的等效电路模型,并重点研究了基于直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器的控制策略。通过对该并网控制策略的等效电路进行仿真分析,网侧输出的三相交流相电流的总谐波畸变率仅为3.64%,电流波形正弦度良好,验证了该并网控制策略的可行性。     

一种改进的无锁相环谐波检测方法

针对基于瞬时功率理论的d-q谐波检测法不适用于电网电压不对称的情况,文中给出了一种改进的d-q检测策略。通过预先设定一个同步旋转角速度,同时将电网电压和负载电流转换到d-q坐标系下进行基波正序有功电流的投影计算,进而实现谐波与无功电流的准确提取,不仅省去了锁相环,简化了检测原理,还消除了电网电压不对称对无功电流检测的影响。最后通过对比仿真,验证了改进的d-q检测法的有效性。     

三相四桥臂整流器系统建模及控制环路优化设计

由于三相电压型PWM整流器可以减小输入电流谐波含量,提高系统的功率因数,因而应用广泛。三相四桥臂整流电路的提出更加丰富了三相电压型PWM整流器的拓扑结构,相比较传统的三相三桥臂PWM整流器,三相四桥臂整流电路具有更好的容错功能,因而对于提高整流器的可靠性具有重要的意义。     

利用谐波注入法改善永磁同步电机的运动特性

为了提高永磁同步电机的稳定性,减小转矩脉动,降低振动,采用多软件联合仿真,提出了一种基于多同步旋转坐标系的主动谐波注入法.该方法采用了解析法进行坐标变换,建立了谐波数学模型,完善了各阶次谐波下的谐波状态方程.利用PI控制器追踪高次谐波的电流和电压,实现了高次谐波的提取与注入.并通过转速环、电流反馈环和电压补偿环实现了转矩脉动和振动噪声的降低.     

一种改进的i_p-i_q谐波电流和无功电流检测方法

当三相电压不对称时,i_p-i_q检测方法不能准确地检测出基波无功电流。该文提出了一种新的电流检测方法,通过快速合成的基波正序电压作为锁相环的基准参考电压,并在低通滤波器后加入PI调节器,提高了谐波电流的检测精度。经仿真验证,该方法在三相电压不对称时能够准确检测出基波无功电流和谐波电流。     

基于广义瞬时无功功率理论的谐波电流检测

针对传统的电网谐波检测过程中仅能检测总谐波含量的问题,提出了一种基于广义瞬时无功功率理论的新检测算法。该算法在传统的瞬时无功功率理论i p-i q基础上进行了改进,先把电网谐波电流进行广义的旋转坐标变换,使得被检测电流变为直流分量,再将其通过低通滤波器后进行了坐标反变换,最后得到了所需的特定次谐波电流。同时对三相电网电压不对称引起的正余弦信号相位偏差进行了验证,得出了电压不对称不影响检测结果的准确性。研究结果表明,该算法灵活性高,只需要修改坐标变换的矩阵,就可以检测出不对称三相三线制系统中的任意次谐波的正序、负序分量,两者相加即得到所需的谐波电流。Matlb仿真结果验证了该检测方法的可行性。     

基于变论域模糊PI的三相PWM整流器控制策略设计

针对三相PWM整流器在启动时直流侧电压超调量较大,并且其动态性能容易受到自身参数变化和负载扰动的影响,提出一种基于变论域模糊PI的自适应控制策略。在模糊PI控制基础上,通过引入变论域伸缩因子来提高模糊规则的利用率,并将其应用到三相PWM整流器的电压外环当中,提高三相PWM整流器的自适应能力。仿真实验表明,与传统PI控制和常规模糊PI控制相比,所提控制策略具有动态响应快、无超调和抗干扰能力强等优点,验证了该控制策略的正确性和有效性。     

基于DSP2812和SVPWM控制的三相整流器研究

针对传统三相电压型PWM整流器谐波含量大的特点,设计了一种基于DSP2812和空间矢量控制(SVPWM)的新型整流器。通过仿真实验发现,该整流器能够使网侧电压与电流同相位,实现了高功率因数整流,并且具有较强的稳定性和抗干扰能力。     

三相电压型SVPWM整流无源控制研究

根据电压型PWM整流器的主电路结构,建立了整流器在同步旋转DQ0坐标下的数学模型。根据整流器的无源性,构建了带输出电压调节因子的无源控制器。仿真实验将无源控制器与传统电流内环电压外环的双闭环PI控制器进行了对比。结果表明带电压调节因子的无源控制器具备更好的动静态性能,特别是在参考电压和负载较大扰动的情况下,具备更优动态响应性能的同时保持输出电压几乎不变,因此带电压调节因子的无源控制方法是可行和有效的。     

基于预测前馈PI控制的单相PWM整流器的研究

为了减小单相电压型PWM整流器直流侧输出电压的响应时间和超调,提高系统的稳定性,在结合传统控制策略优点的基础上,设计了一种基于旋转d-q旋转坐标系的前馈解耦和预测前馈PI联合控制策略。通过构建虚拟正交电流分量实现网侧电流的单相旋转坐标变换和采用前馈解耦控制,对网侧电流性能指标的改善,并采样直流侧电压相邻时间段的差值与电流的乘积实现预测前馈PI控制。仿真结果表明,预测前馈PI控制策略能够减少系统的响应时间、超调、改善系统的稳态性能以及抗干扰能力,并得到单位功率因数和较小THD网测电流下运行的直流侧电压波形,从而证明本文设计的控制方案的可行性和正确性。