一种新的分布式供电三相逆变器的控制研究

针对不平衡和非线性负载采用了一种三相四桥臂拓扑结构,并提出了一种内模原理和空间矢量相结合的控制策略。建立了三相四桥臂逆变器在空间矢量静止坐标系下的数学模型,通过分析四桥臂逆变器的控制规律,将逆变器进行解耦控制。该方法与其他控制方法相比应用方便、参数整定灵活;仿真和试验验证了该控制方案的正确性与可行性。     

抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略

研究基于三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)控制策略。针对大功率变流系统存在较大共模电压,易对电机等负载造成伤害,影响电网电能质量等问题,提出一种改进的3D-SVPWM控制策略。首先,对三相四桥臂逆变器的拓扑结构进行分析,说明了产生共模电压的原因。然后,在传统3D-SVPWM控制策略的基础上,提出选取参考电压矢量附近两个相反的非零矢量来代替零矢量的方法。最后,通过MATLAB/Simulink建模仿真证明,改进后的控制策略不受负载平衡状态改变等方面的影响,在不改变直流电压利用率的前提下,可以有效降低共模电压,达到主动抑制的目的。     

基于四桥臂的三维空间矢量电动机控制系统

研究的是一种基于四桥臂拓扑结构的空间矢量电动机系统。介绍了四桥臂三相逆变器的三维空间矢量控制原理,建立了三维空间矢量调制四桥臂逆变器MATLAB模型,并将传统的电动机控制改为基于四桥臂的矢量控制,并利用了MATLAB进行仿真。四桥臂电压三维空间矢量调制SVPWM空间矢量算法是从电动机角度出发,将变频器和电动机看成一个整体,目的是使交流电动机产生幅值恒定的圆形磁场,进而控制电动机转速,本文在其基础上加上一个桥臂,     

三相四桥臂PWM整流器的研究

三相电压型PWM整流器可以减小输入电流谐波含量,提高系统功率因数,因而广泛应用于人们的生产生活中。在传统的三相三桥臂整流器拓扑基础上,引入第四桥臂可构成三相四桥臂整流器拓扑。作为3P4W系统拓扑中的一种,三相四桥臂整流电路的提出丰富了三相电压型PWM整流器的拓扑结构,如果选用合适的控制方法,相比较传统的三相三桥臂PWM整流器,三相四桥臂整流电路可具有更优良的工作性能。本文首先通过开关平均周期法对三相四桥臂整流电路建立开关平均模型,指出了三相四桥臂整流器可以分解成三个相互解耦的单相整流电路。分析了三相四桥臂整流器在SPWM控制策略下的不足,研究了系统SAPWM控制策略及其实现方法。基于SAPWM控制策略下的三相四桥臂整流器降低了输出直流电压,提高了直流母线电压利用率,进而降低元器件耐压等级。最后通过系统仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

电动汽车一体化驱动系统三相3H桥逆变器的故障相短接容错控制策略

具有车载型充电器的电动汽车拥有相互独立的电机驱动系统与电池充电装置,针对两套装置并不同时工作,成本高、重量大、占据空间资源较大等问题,提出了一种电动汽车驱动与充电一体化的新型拓扑结构,在牵引模式下该一体化拓扑的主要驱动模块等效于一个三相3H桥逆变器。研究该逆变器的电压空间矢量与消除共模电压的控制策略,分析开绕组PMSM在不同坐标系下的数学模型,给出逆变器发生桥臂开关管开路或者短路故障时将故障相短接的重构拓扑与容错控制策略,在转速、电流双闭环控制的基础上,设计"重复控制+PI"的电流内环控制方案,提出一种两相SVPWM控制策略,分析三相2H桥逆变器电压矢量状态切换过程,提出一种改进的七段式两相SVPWM控制策略。仿真和实验结果表明,如果三相3H桥逆变器发生短路故障,一体化系统通过逆变器的拓扑重构,能够实现PMSM系统的良好运行性能。     

双三相永磁同步发电机母线串联电压平衡控制策略研究

针对双三相永磁发电机在变流器串联实现中压并网时存在母线电压漂移的问题,提出一种双三相PMSG经整流器变流后的母线侧串联的拓扑结构,对该拓扑结构下基于最大四矢量法调制时母线串联时中点电位不平衡的现象,提出了一种母线中点电压平衡控制策略,该控制策略通过对谐波子空间y轴进行电流注入,消除了母线电压不平衡的问题,为多相电机中压...     

Z源三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制策略

对Z源三相四桥臂逆变器的稳态工作原理进行了深入分析,并提出一种改进的三维空间矢量脉宽调制策略,通过合理地选择直通桥臂,将直通状态插入到传统零矢量状态中,保证不影响有效开关状态和输出电压。同时,分析了直通占空比和调制比的耦合关系,得出直通占空比的最大取值,进而提出相应的最大恒定升压控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建Z源三相四桥臂逆变器仿真模型,并在平衡及不平衡负载工况下进行仿真。仿真结果表明:Z源三相四桥臂逆变器在所提三维空间矢量脉宽调制策略下,不仅可以实现升压控制,而且相较传统Z源三相三桥臂逆变器,在不平衡负载条件下也能取得良好的控制效果。     

基于三相四线制三电平有源滤波器的简化三维空间矢量调制策略研究

三相四线制中点箝位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用三维空间矢量调制(3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation,3D-SVPWM)策略可以高效地改善电能质量,减少谐波含量.但由于其复杂的拓扑结构,造成运算过程中响应时间过长的问题.针对这一问题,提出了一种简化的3D-SVPWM调制策略.该策略通过降维的方法,分别对前三相桥臂采用3D-SVPWM调制策略,对N相桥臂采用载波层叠PWM调制策略,确定触发脉冲信号.相较传统调制算法,新的调制策略缩短了计算空间矢量的作用时间,减少整体过程的响应时间,并且保证了开关时序的一致.通过MATLAB/Simulink仿真实验结果验证了文章提出的算法的正确性和可行性.     

新型空间矢量控制策略在APF中的应用与优化

为治理三相四线制系统中的谐波,以三相四桥臂变流器为主电路设计了有源滤波器。为实现有源滤波器的PWM控制,对该有源滤波器在αβγ坐标下的控制模型进行了分析,同时针对目前采用的一种基于滞环比较的空间矢量控制策略进行了详细分析,指出了该控制策略在三相四桥臂的有源滤波器应用中所具有的不足,在此基础上提出了一种新型的空间矢量控制策略。该新型空间矢量控制策略分别针对三相平衡和不平衡2种情况选择相应的空间矢量,以实现对三相四线制系统的谐波抑制。对该新型控制策略进行了分析,并且通过仿真分析和试验对比,验证了新型空间矢量控制策略的控制效果。     

三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略

针对三相四桥臂逆变器常用的控制方法或者属于开环控制,或者需要大量繁琐的计算,不适用于对动静态性能要求较高的中高频逆变场合这一缺点,提出一种三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略。该控制策略依据电压电流双闭环控制原理,通过对三相四桥臂逆变电路建立电压电流方程,推导三相输出电压对称所需要的条件,从而发现三角波在各相桥臂的控制中起到至关重要的作用。前三相桥臂在电压电流双闭环控制的基础上在调制信号中注入三角波,使得调制比可以大于1,提高了逆变器的直流电压利用率;第四桥臂则利用构造出的三角波作为调制信号进行PWM控制,确保逆变器在不平衡负载条件下输出电压对称。设计一台6 k VA原理样机,仿真和实验结果证明了该控制策略的可行性。     

基于电流滞环控制的Z源三相光伏并网系统

提出了一种适用于Z源三相光伏并网系统的定频电流滞环控制策略。运用三相半桥电路实现滞环控制,解决了直通时间的插入问题,易于DSP实现;采用Z源拓扑进行升压,提高了光伏系统的电流输出能力;采用定频电流滞环控制,不仅具有滞环控制下跟踪速度快、稳定性高、保持并网电流与电网电压同相位的优点,而且由于采用定频控制,降低了开关损耗,简化了滤波电路的设计。Matlab仿真和小功率实验验证了所提策略的可行性。     

基于优化SVPWM三相VSR的仿真与研究

介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和电压定向控制(VOC)的基本原理。针对三相VSR传统中电压空间矢量(SVPWM)算法的缺陷性,提出了一种优化SVPWM调制方法。该方法利用电压空间矢量旋转的幅角来判断扇区,并由相电压的电压差值计算基本电压矢量的作用时间,完全省略了坐标变换和三角函数计算,化简了SVPWM算法步骤。经过MATLAB/SIMULINK建立电压定向控制(VOC)仿真模型,可以证明该优化SVPWM算法的正确性,为改进三相VSR的硬件设计提供了依据。     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

双三相永磁同步电机的建模与矢量控制

针对相移30°Y型连接双三相永磁同步电机,分别采用双d-q变换和矢量空间解耦的方法建立了电机的数学模型,前者从两套三相子系统的角度给出了电磁转矩的表达式以及两套绕组之间存在的耦合关系,后者则揭示了不同的电流谐波分量对机电能量转换所产生的不同的作用.根据两种不同的模型搭建了两套双三相永磁同步电机矢量控制系统,通过对两种控制策略的比较分析,指出了两者之间的内在联系和在控制效果上的等价性.开环的仿真实验对两种建模方法的一致性进行了验证,而闭环的仿真和实验结果则表明两种矢量控制方案在相同的控制参数下具有一样的控制性能.     

三相逆变器低成本容错拓扑的工程运行研究

针对工程运行中大功率三相逆变器功率开关器件易于损坏并造成严重事故的问题,提出了改进容错方案.首先从逆变器主电路的硬件拓扑结构入手,采用低成本电力接触器实现了事故发生时,备份桥臂与相应的触发控制线路一次性切换替代事故桥臂;再从电动机气隙磁链轨迹的控制理论出发,研究利用三相四开关逆变器拓扑结构,实现电动机准两相容错运行;最后,探讨了电动机不得不单相或准单相运行时,如何控制气隙磁链轨迹改进电动机的故障运行质量.     

基于单周控制的四桥臂三相四线制有源电力滤波器的研究

为了将单周控制方法用于三相四线制系统,本文提出将四桥臂三相四线制有源电力滤波器的主电路分为三相桥和N相半桥两个独立的子电路,并分别对其采用单周控制。三相桥的单周控制方程及控制电路与三相三线系统相同;通过对电路的分析着重推出了N相半桥电路的单周控制方程和控制电路。最后进行了整体电路的仿真研究。仿真结果表明:采用该方法电路简单,不仅可以有效地补偿系统的三相谐波电流,还可以补偿中线电流,在三相四线制系统中有一定的应用前景。     

一种新的三相4桥臂逆变器及其控制策略

三相4桥臂逆变器与传统三相逆变器不同。第4桥臂的引入,加上负载的不确定性,使得空间矢量调制控制变得非常复杂,从分析对称三相逆变器每相能独立工作出发,通过引入一特定结构的三相变压器并视其为负载,通过控制第4桥臂来控制负载中点电压,既实现了三相负载的解耦,又能使输出相电压达到220 V。仿真实验证明,该结构与方法对不同性质负载都有很好的适应性,并且容易实现。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

新型三相-单相交流发电系统拓扑结构及其控制策略仿真研究

针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基础上提出了一种通过永磁同步电机的正序电流和零序电流分别实现变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压解耦控制的新型控制策略。该策略采用MATLAB构建系统仿真模型,在不同发电机转速和负载情况下对系统进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流拓扑无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,且具有优异的动态特性。