单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器（APFC）,一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。     

基于电容储能反馈的单相PWM整流器的研究

介绍了单相脉宽调制(PWM)整流器数学模型,分析了功率传递关系。提出一种以直流侧电容储能为外环的反馈控制策略,内环电流采用滞环控制。为减小负载扰动对系统的影响,引入负载功率前馈算法。实验比较了传统电压电流双闭环控制和所提控制策略,结果表明,所提策略能满足系统的控制要求,且动态特性更好。     

电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究

根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型,提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足,分析了电压矢量对功率的作用机理,采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能,推导并设计了一种预测直接电容功率控制(P-DCPC)方法,并通过仿真和实验对其进行验证。通过对电容电压与负载功率的解耦,实现了电容功率的直接控制,提高了动态性能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。     

三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述

控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM 整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM 整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM 整流器控制策略的发展趋势。     

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。     

单相电压型PWM整流器预测直接功率控制

将预测直接功率控制用于单相电压型脉宽调制(PWM)整流器,通过二阶广义积分器(SOGI)构造与电网电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成α,β坐标系下的两相系统。建立了单相PWM整流器在两相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。推导和分析了旋转坐标系下的瞬时功率模型。利用此瞬时功率模型来预测单相PWM整流器的控制电压进而产生触发脉冲控制变换器。该策略具有控制系统结构简单、开关频率固定、功率响应速度快、可实现功率解耦控制等特点。1 kW样机的实验结果表明了该方案的正确性和可行性。     

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。     

直接功率控制的单相功率因数校正器

传统的双闭环控制单相有源功率因数校正器(APFC)中,电压外环可以调节输出直流电压,电流内环可以调节输入电流波形。提出基于电压平方外环的APFC直接功率控制策略,电流内环仍然采用PI调节器,从而使得单相APFC具有对输出功率变化快速响应的优点,但是在负载突变情况下,也带来了输入电流突变而引起过流的现象,需要对电压平方外环和直接功率控制环进行阻尼作用,在快速响应与稳定运行之间获得平衡。上述结论得到了MATLAB/Simulink仿真分析结果的验证。     

城际动车组四象限整流器控制策略研究与应用

在分析城际动车组单相四象限整流器拓扑结构的基础上,得到单相四象限整流器的数学模型,并采用电压外环和电流内环的控制策略,分别以直流侧给定电压、网侧给定电流为控制对象,实现直流侧电压和网侧电流的无差、准确控制。通过Simulink仿真及试验验证了该控制策略。试验结果表明：从预充电过程过渡到脉冲整流过程中,直流侧电压超调量较小。牵引/制动工况下,网侧电压和网侧电流相位相差0°/180°、波形正弦性好,直流侧电压稳定,波动较小。     

直接功率与单周期控制的单相有源功率因数校正器

提出了基于电压平方外环的直接功率控制策略,并结合单周期控制探讨了单相有源功率因数校正器(APFC)对输出功率变化快速响应的状况。在负载突变情况下,APFC能提升整个系统的响应速度。上述结论通过Matlab/Simulink仿真分析结果得到验证。     

三相电压型PWM整流器分数阶PID直接功率控制

研究了一种基于分数阶PID控制器的三相电压型PWM整流器直接功率控制方案,在瞬时功率理论的基础上设计了功率内环、直流电压外环的控制结构.由于基于整数阶PI控制器的抗扰性能差且对系统参数变化较敏感,在直接功率控制方法的直流侧电压控制环节引入分数阶PID控制器进行直流侧电压控制,根据系统功率模型采用分数阶控制器频域设计方法设计了分数阶P1D控制器.仿真实验证明,分数阶PID控制方案优于PI控制方案,具有良好的动态性能和较强的鲁棒性,响应速度更快,控制结果更精确.     

基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制

触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。     

飞轮储能系统中数字整流器的研究

针对飞轮储能装置的能量释放环节,即储能放电整流环节,将储存的动能转换为电能,以研究数字整流器.采用电压型PWM整流拓扑,从提高电压利用率、运行效率和降低开关损耗的角度出发,采用结合期望电流控制的空间矢量两相调制方法,给出了便于数字实现的控制算法.在Matlab7.0仿真环境下,对整个系统进行了仿真分析,并在实物平台上使用DSP TMS320F2812进行了变压整流实验.实验结果验证了该控制策略下交流侧电流能与输入的电压保持同相位,并可获得稳定的直流输出电压.     

基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究

分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型.采用了基于电压和电流的双环控制策略,针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证.在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节...     

单相全桥PWM整流器的直接电流控制技术研究

分析了采用IGBT全控型开关管的单相全桥整流电路及其相应的数学模型,根据稳态矢量关系,指出要实现整流器的单位功率因数控制,关键在于控制网侧电流。给出了PI调节器的控制结构框图,分别对电压外环和电流内环的PI调节器参数进行了设计,并采用Matlab/Simulink对整个控制系统进行建模和仿真验证。最后制作了3 kW的小样机进行实验,实验结果表明双闭环PI调节器能很好地满足整流器控制系统的稳定性和动态性要求。     

单相级联H桥整流器电压平衡控制策略

以无工频变压器牵引传动系统前端的单相级联H桥整流器(CHBR)为研究对象,构建了其数学模型,在电压电流双闭环控制策略的基础上,引入无锁相环技术,改进瞬态电流控制策略。实现了系统发生扰动时,网侧电流对电压相位频率的快速精确追踪。进一步地,对传统附加平衡电压控制策略加以改进,增加模糊控制技术,解决了CHBR在非理想电网或负载大范围投切载时,存在的直流侧各级电容电压不平衡、压差大等问题。最后,利用MATLAB/Simulink进行仿真,对所提策略在CHBR运行时的快速响应和抗干扰能力进行了验证。