基于αβ坐标系的电流型PWM整流器有源阻尼控制

三相电流型PWM整流器交流侧常采用LC滤波器来滤除谐波和辅助开关器件换流,但LC滤波器具有谐振特性,存在谐振尖峰,当控制量或负载变化时会引起系统暂态振荡以及网侧电流谐波畸变。针对上述问题,提出了一种基于αβ坐标系的电感电压反馈的有源阻尼控制方法。该方法的实现不需要进行锁相环控制和dq坐标解耦,电感电压反馈的有源阻尼控制可以有效抑制LC滤波器谐振尖峰。最后通过MATLAB仿真和实验验证了所提方法的有效性和实用性。     

电流型PWM整流器有源阻尼控制的参数设计

三相电流型PWM整流器交流侧存在LC滤波环节,该环节用来滤除网测电流谐波并且辅助开关器件换流,但是LC滤波环节存在谐振尖峰,且该尖峰会引发网侧电流畸变。针对该问题,本文提出了一种新的PWM整流控制策略,即通过有源阻尼抑制谐振尖峰,并且运用解耦控制消除耦合项对系统性能造成的影响。通过建立内外环系统框图并且对系统框图进行分析,给出了内外环控制器参数的设计方法。通过搭建实验平台,证实本文所提出方法的实用性。     

基于电感电压反馈和输入整形技术的LC滤波器混合阻尼控制

电流型PWM整流器采用LC环节来滤除谐波及帮助器件换流,LC型滤波器呈二阶特性,存在谐振尖峰,且电容阻尼较小,在控制系统存在扰动的情况下,容易引起电流波形畸变和振荡。提出了一种采用输入整形技术和电感电压反馈结合的控制策略,输入整形技术能够有效地抑制小阻尼系统的振荡,电感电压反馈控制能够在外部干扰抑制网侧电流波形畸变。结合两者的优点,可有效地解决电流型脉宽调制整流器网侧电流振荡和畸变。仿真验证了所提出的控制策略能够有效减少电流畸变,增加系统的稳定性,并具有一定工程实用性。     

LCL滤波的电压型PWM整流器的有源阻尼控制

为抑制LCL滤波器的谐振,解决采取增加电阻方法带来的PWM整流器功率损耗问题,提出了基于虚拟电阻思想的新型有源阻尼控制策略.滤波电容电压经过比例处理后注入整流器输入电流,通过改变参考输入电流,滤波器的谐振得到了有效抑制.该控制策略不会带来功率损耗及效率降低问题,并且参数的选择非常简单.为了说明阻尼电阻的作用,并对LCL滤波的PWM整流器的数学模型做了分析.最后的仿真结果证明了所提出的控制策略是正确可行的.     

三相BUCK型SVPWM整流器LC振荡阻尼混合控制

为了抑制电流型PWM整流器输入侧LC滤波器谐振引起网侧电流畸变和系统振荡,提出了一种采用有源阻尼控制和改进SVPWM技术结合的控制策略。采用虚拟谐波阻尼器的有源控制策略,在控制过程中增加虚拟的等效阻尼电阻,能够在不改变基波功率流动的前提下抑制LC谐振引起的畸变和振荡。分析BUCK型PWM整流器的数学模型,比较无源阻尼和有源阻尼控制优缺点,在采用改进SVPWM的BUCK型整流器中引入有源阻尼补偿器。仿真和实验结果表明,所提出的控制方法能够有效地减小线电流畸变,改善系统稳定性,具有一定的工程实用价值。     

基于多谐振控制器和电容电流反馈有源阻尼的PWM变换器电流环参数解耦设计

基于电容电流反馈有源阻尼的LCL型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器并网电流控制中,通常采用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)控制器来实现静止αβ坐标系下正弦电流给定的无静差跟踪和抑制电网电压特定次谐波影响。针对电流环控制器复杂、参数多、设计难的问题,采用频率域理论分析电容电流反馈系数和准PR控制器各参数对电流环性能的影响。在此基础上,提出一种电流环控制器参数解耦简化解析设计方法,根据稳定性、稳态误差和相位裕度要求,分别设计电容电流反馈系数及PR控制器相对谐振增益系数和比例系数。该设计方法简化了控制器参数之间的耦合关系,且多采用解析计算,不需要反复试凑。实验结果验证了所提出的参数解耦解析设计方法是可行和有效的。     

大功率PWM整流器LCL有源阻尼研究

对基于LCL滤波的大功率PWM整流器谐振阻尼策略进行研究。在对PWM整流器采取电网电流反馈闭环控制的基础上,利用电容电流和比例环节对电网电流闭环极点进行配置,以增大控制系统的阻尼,抑制谐振发生。同时对比例环节参数对电流闭环的影响进行分析,并给出参数的选择原则。通过搭建PWM整流器仿真模型和实验系统,对理论进行验证。仿真和实验结果都证明了理论的正确性。     

静止坐标系下电流型PWM整流器电流环控制策略研究及其参数设计

通过分析三相脉宽调制电流型整流器(current source rectifier,CSR)在两相静止坐标系中的数学模型,利用瞬时功率理论建立电压定向的CSR功率控制策略。为了有效抑制整流器输入侧LC滤波器产生的并联谐振,文中引入电容电压反馈有源阻尼控制环路。采用频域法对电流内环开环传递函数进行研究,针对静置坐标系下电流内环在动态响应和稳定性方面的限制,提出电流内环级联滞后补偿控制方法。详细研究电流内环比例谐振控制器及各参数对其性能的影响,并根据性能指标要求确定系统参数。利用根轨迹分析滤波电感变化对电流内环稳定性影响,并明确有源阻尼反馈增益与系统鲁棒性的关联性,最后对控制器进行离散化处理以实现数字控制。仿真和在60 kVA三相CSR样机实验结果表明,所提出的控制方法能够实现良好的动、静态性能,单位功率因数以及有效抑制网侧电流畸变。     

一种新型PWM整流器间接电流控制策略及其有源阻尼方法

PWM整流器的控制策略可分为直接电流控制和间接电流控制,前者至少需要两个高精度的交流电流传感器,增加了系统的体积和成本。本文提出一种新型PWM整流器间接电流控制策略。该方法采用电流观测器获取电流反馈量,无需使用交流电流传感器。其电流环只包含有功电流反馈控制,对无功电流,则依据稳态电压平衡关系生成控制量,使其稳态时自然为零。对所提方法的电流响应进行深入分析,引入有源阻尼策略,使电流动态性能得到很大改善。仿真结果表明,本文提出的间接电流控制方法具有很好的稳态、动态性能。该方案成本低,性能高,且结构简单,是一种新颖的PWM整流器控制策略。     

桥侧反馈的LCL型PWM整流器无阻尼控制研究

针对桥侧电流反馈的LCL型PWM整流器由于LCL谐振和数字控制固有延时引起的稳定性问题,建立电流内环数学模型,分析了LCL谐振频率和固有延时对系统稳定性的影响,推导出系统无阻尼稳定的边界条件。通过调整LCL滤波器电容大小,使得LCL谐振频率满足该边界条件就能保证系统无阻尼稳定,减少了系统的设计成本和难度。实验验证了该结论的正确性和可行性。     

一种等效微分环节反馈滤波电容电压实现有源阻尼的方法

常规的微分实现方法在直接用于反馈滤波电容电压实现有源阻尼时易放大高频噪声,影响进网电流质量以及阻尼效果。为此,提出采用负带通滤波器串联滞后校正环节来实现等效微分环节。该方法在用于反馈滤波电容电压实现有源阻尼时,不仅能够有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,还对高频噪声具有抑制作用。所提策略解决了常规微分实现方法反馈LCL滤波器状态量实现有源阻尼放大高频噪声的问题。通过搭建一台实验样机,验证了所提策略的有效性。     

LCL并网变流器反馈阻尼控制方法的研究

LCL滤波器在提高并网变流器电流质量的同时,却不可避免地引入了谐振和稳定性的问题。在讨论和研究了不同侧电感电流反馈控制方法的基础上,针对并网侧电感电流反馈,提出了通过协调优化数字控制系统中的采样频率与谐振频率的比值关系,从而实现并网变流器的无阻尼控制的方法。针对并网变流器侧电感电流反馈控制方式,提出了利用改进的高通滤波器来提取谐振分量进行滤波阻尼的控制方法。这两种LCL滤波器阻尼控制方法,均不需要在主回路中增加额外的传感器,设计过程简单、可靠性高,便于工程实际应用。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性以及控制方法的可行性。     

动态电压恢复器谐振阻尼控制器的研究

动态电压恢复器(DVR)是解决系统电压暂降问题最有效的技术手段之一。介绍无串联变压器型动态电压恢复器的主电路拓扑结构,对动态电压恢复器启动瞬间的谐振问题进行分析和研究,阐述造成IGBT(绝缘栅双极晶闸管)过电流和输出电压畸变的机理,从控制策略方面提出2种简单易行的谐振阻尼控制器抑制措施:半周期Posicast控制器和谐振抑制滤波器,给出2种谐振阻尼控制器的设计方法,对2种抑制方法的性能进行比较。通过仿真和试验验证所提方法的有效性。     

线电压补偿型动态电压恢复器的双前馈加反馈控制策略

基于线电压补偿的三相动态电压恢复器(DVR),介绍了一种线电压的补偿方法.以单相DVR为例,建立了DVR的数学模型,在此基础上综合分析各种控制策略下的系统传递函数.由分析可知在电网电压和负载电流的影响下,系统始终存在稳态误差.为此提出电网电压加负载电流双前馈和负载电压反馈的复合控制方法,既保持动态响应快速性和系统稳定性...     

基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.     

基于MMC的STATCOM直流侧电压均衡控制的研究

由于MMC特殊的拓扑结构,基于MMC的STATCOM有很多的优点,但这种拓扑也使得电容电压平衡控制成为难点。针对MMC STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,通过分析MMC STATCOM的数学模型,基于解耦变换将有功和无功解耦分离,提出通过系统直流电压控制和基于排序的均压控制来平衡其直流侧电容电压的策略。系统直流电压控制用来确定电容电压稳定基准值和有功功率的交换,基于排序的均压策略用来平衡每个桥臂上所有子模块的电容电压。通过Matlab/Simulink仿真表明,该方法可以有效地稳定STATCOM直流侧电压。     

光伏水泵系统PWM输出滤波方法及影响分析

针对光伏水泵系统的逆变器PWM电压输出导致的共模电压、电流等现象常引起水泵电机故障的问题,在分析了PWM 逆变器驱动电机系统产生共模电压、电流机理的基础上,采用滤波电容公共点接回到光伏母线侧负端的LC滤波器,使共模电压与电流得到抑制。LC滤波器使电机侧的输入状态发生改变,通过分析PWM输出LC滤波方法对感应电机控制系统的影响,对滤除参数的选取进行了优化。并对以上研究进行了实验,结果表明参数选取方法的正确及有效性。     

不平衡情况下基于电压正反馈的孤岛检测方法

针对各种基于正反馈的孤岛检测方法不适用于电网电压不平衡的问题,提出一种新颖的基于电压正反馈的孤岛检测方法,将公共连接点电压的负序分量调换相序并进行派克变换得到的q轴电压作为反馈量。仿真结果表明,该方法在电网电压不平衡时不影响并网逆变器的正常运行,在电网断电后能准确迅速地识别孤岛,该方法还适用于电网电压平衡的情况,在IEEE Std.1547定义的最恶劣情况下也能实现正确检测,不存在检测盲区,且能识别伪孤岛。     

基于电容谐波电流抑制的动态电压恢复器控制方法

针对传统双环反馈控制方法在补偿非线性负载电压跌落时存在补偿精度不高和含有谐波的不足之处,在详细分析了非线性负载对动态电压恢复器补偿特性影响的基础上,提出了一种基于电容谐波电流抑制的新型控制方法。在检测出谐波电流后,通过控制动态电压恢复器产生反向谐波电流来抑制电容电流中的谐波成分,进而消除非线性负载对动态电压恢复器的不利影响。仿真和实验结果验证了所提方法能有效解决非线性负载的电压跌落问题。