城市轨道交通直流牵引供电电源的研究

设计了一种基于三相电压型PWM整流技术的新型城市轨道交通直流牵引供电电源.整流装置采用同步旋转坐标系电流控制和电压空间矢量调制(SVPWM)技术,实现有功电流、无功电流的独立控制,提高电压利用率.试验证明,该控制方法响应速度快,稳态性能好,供电电源以单位功率因数运行,电流谐波含量小,达到了预期设计要求.     

一种电流扰动发生装置控制策略的研究

对一种复合电流扰动发生装置的主电路结构和控制方法进行了深入研究.装置主电路由基波电流扰动发生模块、谐波电流扰动发生模块和整流模块组成.给出了装置的控制策略,包括整流控制策略、基波扰动控制策略和谐波扰动控制策略,研制出电流扰动发生装置实验样机.实验结果表明,所提出的主电路结构及控制方法是有效的.装置实现了单位功率因数整流,能够产生包括不平衡电流、波动电流和谐波电流的扰动信号.     

用于光伏并网检测的电网扰动发生装置研制

作为清洁能源的太阳能发电已越来越受到重视并得到应用。根据光伏电站接入电网测试规程,研制出一种适用于光伏并网检测、具有能量回馈功能的电网扰动发生装置,实现电网电压幅值、频率扰动的模拟。该装置为背靠背双PWM拓扑结构,包括两电平PWM整流装置和三电平PWM逆变装置,整流侧采用电压电流双环控制,逆变侧采用电压单环控制,该控制策略能够准确跟踪目标参考值,响应速度快,稳态误差小。仿真和试验结果证实了该电路设计和控制策略是可行和有效的。     

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.     

三相高功率因数PWM整流器的设计

目前三相功率因数校正技术广泛应用于PWM整流环节,而预测电流控制则是实现单位功率因数的一种有效控制策略。这种控制方式有效地解决了网侧电压电流相位校正的问题,以简单的电压环和电流环替代原有的复杂的功率环,既简化了算法程序,又节省了数字信号处理器的资源。电压环采用PI调节器,可以稳定调节直流输出电压,电流环采用相位跟踪技术,可以使整流器获得较高的功率因数。此PWM整流器在网侧添加双向可控硅控制的软启动装置,使直流侧输出电压在装置上电瞬间平稳上升至稳态电压。     

基于超级电容有轨电车的充电装置控制研究

超级电容快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于新型有轨电车储能。针对有轨电车充电装置整流器采用传统多脉波整流技术导致的整流器输入侧交流电压畸变、交流电流谐波含量高,直流母线电压纹波大,功率因数不可控等问题,提出采用脉宽调制(PWM)整流方式。该整流方式具有功率因数高,谐波含量低等优点,采用电压-电流双闭环与电压前馈相结合的控制策略,来抑制直流母线电压在超级电容接入瞬间引起的波动。通过设计LCL滤波来吸收整流器交流侧的电流谐波,并推导了LCL滤波器的计算公式。系统仿真和实验证实了该控制的有效性。     

10kV电能质量扰动综合发生装置的研制

提出了一种能模拟电力系统电压扰动与电流扰动输出的电能质量扰动综合发生装置,能输出电压暂降、电压波动和闪变、电压谐波、电流谐波、电压电流三相不平衡等波形,具有输出波形好、功率大、电压等级较高等特点。该装置采用多绕组变压器+全控型变流器+载波移相级联型多电平变流器结构,整流部分采用电压电流双环控制,输入电流波形好,直压稳定,逆变侧采用载波移相级联多电平控制策略,输出波形精度高。在PSCAD仿真分析的基础上,研制1.5 MVA/10 k V电能质量扰动综合发生装置样机,仿真和实验结果验证了装置主电路和控制策略的正确性。     

级联型DSTATCOM固定开关频率PWM电流控制

基于三角载波固定开关频率PWM电流控制方法及单极性载波移相SPWM(CPS-SPWM)开关调制策略,通过在电流控制通道上引入电网电压前馈,提出一种应用在级联H桥型配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的固定开关频率PWM电流解耦控制策略,并建市了该电流控制策略下级联H桥型DSTATCOM的数学模型.理论分析和实验表明,当电网电压三相不平衡时,采用该电流解耦控制策略能消除电网电压对电流控制的扰动,装置三相电流跟踪控制相互独立;电流跟踪控制误差明显减小,从而有效提高了电流跟踪控制的精度.     

LCL滤波的三相整流器主动阻尼控制方法

LCL作为三相电压型有源整流器的输入滤波器存在稳定性问题,通常安置阻尼电阻以避免系统发生谐振.为使LCL滤波的有源整流器在无阻尼电阻的情况下稳定运行,以电压空间矢量控制为平台,提出引入交流滤波电容电流环的主动阻尼控制策略,改变了系统原本不稳定的极点.考虑采样保持、运算及PWM更新引入的延时,建立了包括电流控制环和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,并在z平面分析系统的稳定性,优化滤波电容电流环的放大系数.LCL滤波的电压型有源整流装置实验结果表明,整流器未发生电流谐振现象,证明了所提出的主动阻尼控制策略及稳定性分析方法的正确性.     

无电网电压传感器的三相PWM整流器控制

提出一种无需电网电压传感器的三相脉宽调制(PWM)整流器控制方案。为实现单位功率因数控制,该方案以电流矢量为参考建立旋转坐标系,利用软件锁相环(SPLL)检测交流侧电流角频率与相位,根据电流调节器的输出估计电网电压,再由电网电压估计值的无功分量调整电流无功分量参考值,使电流和电网电压快速同相。实验结果表明该控制策略能实现单位功率因数整流和逆变,具有良好的动态性能。     

单级型三相储能变流器基本控制策略分析

储能变流器是微电网、不间断电源（UPS）等设备中储能控制的关键设备。针对储能变流器的不同控制目标,控制策略可分为高级控制策略和基本控制策略。高级控制策略实现具体应用领域的控制目标,基本控制策略是高级控制策略设计的基础,根据高级控制策略形成的指令,实现基本环路的控制功能。将基本控制策略划分为定直流电压、定直流电流、定交流电流、定交流电压四种控制模式,通过在同步旋转坐标系下建立的变流器数学模型,运用典型I型系统和II型系统PI调节器经典设计方法,对每一种控制器进行设计,得到设计参数并进行仿真。结果表明,提出的基本控制器设计思路和方法可用于指导变流器控制器设计。     

电网故障下PWM整流器在风机中的应用

PWM整流技术被广泛应用在各种领域,而在实际整流器设计过程中,很少考虑不平衡运行条件的影响,这里分析了故障条件下整流器的特性,通过一系列的坐标变换得到正负序d,q坐标下的电流指令,来修正电网正常条件下的控制策略。仿真和实验结果表明,该控制方法能改善整流器在故障条件下的输入电流,抑制谐波功率,提高了直流母线电压动态响应及实现单位功率因数,从而实现整流器的不间断运行能力。     

无刷直流电机双闭环控制系统的设计

在分析无刷直流电机的数学模型和传递函数的基础上,提出了一种无刷直流电机双闭环调速系统的控制策略,其外环采用转速PI控制,保证了调速系统的控制精度,内环则采用电流滞环控制方法,控制实际电枢电流快速跟踪参考电流,从而提高系统的动态响应性能。结合无刷直流电机的调速要求,详细分析了系统的开环传递函数,基于频域设计方法,给出了闭环控制系统参数设计的设计步骤,并由此设计出了控制器。最后,在Matlab仿真环境下,采用分段线性法实现了无刷直流电机的梯形波感应反电动势,建立了仿真模型,并结合前面的理论分析搭建了双闭环控制器。仿真结果表明,整个闭环系统运行平稳,具有良好的动、静态特性,从而验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。     

一种基于单片机的数控直流恒流源的设计

该数控直流恒流源采用模块化,通过开关和按钮的设置,配合INTEL AT89C55单片机的编程实现数字控制,数字显示,同时用DAC0832实现D/A转换,输出模拟控制电压,再用运放和功率三极管组成电流负反馈系统来完成输出电流控制及恒定。整个系统由单片机控制,输出部分使用运算放大器和功率放大器组成深度电流负反馈大大减少了输出端的电流波动,使系统输出电流误差<1 mA,纹波电流≤0.2mA。     

无速度传感器永磁同步电机反推控制

提出了一种估算永磁同步电机转子角速度的降维线性Luenberger算法,该算法利用永磁同步电机定子交轴电流和转速方程构造观测器,实时估算电机的转子角速度。此观测器简单易行,通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度;同时,采用反推控制策略来设计系统控制器,使系统具有良好的速度跟踪和转矩响应。Matlab的仿真及实验表明系统设计的有效性和可行性。     

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法

论述了能量回馈式PWM整流器并网时的同步电流PI控制技术,提出改善馈网电流质量的几种关键的工程设计方法,包括软件滤波、防积分饱和PI控制、简单死区补偿和单位功率因数控制等.基于DSP和CPLD设计了控制系统,实现了上述设计方法,并应用于2.5kW的能量回馈式电子负载.实验结果表明,所提出的工程设计方法有效地改善了馈网的电流质量,使电流波形近似为正弦波且功率因数接近-1.     

西门子S7-200PLC在直流电源监控器中的应用

文章介绍基于西门子S7—200PLC和MT510T触摸屏的高频直流电源监控器的设计。在充分发挥S7200PLC性能前提下,监控器采用12位A／D模拟量采样模块对电力直流系统的电流、电压等模拟量进行采集处理,利用PID调节算法产生调节量,由模拟量输出通道产生0-10v的直流电压量控制高频整流模块的输出电压、电流,实现闭环控制,从而完成对高频直流电源的实时监控。     

基于三端等效电路模型的FB-ZVZCS变换器控制环路设计方法

为保证平均电流型控制方式下输出宽范围可调电源的全局稳定性,采用新型的三端等效电路模型对系统进行小信号建模,避免了传统平均模型不能预测次谐波振荡的问题。基于该模型给出了比例积分型电流补偿器的设计方法,获得良好的电流控制特性;分析了稳态工作点对系统控制环路设计的影响,给出了适合宽变工作点条件下电压外环的设计方法,在保证全局稳定性的同时,系统能获得更宽的控制带宽;利用该方法对一台最大电流4A、输出电压50~600 V连续可调的FB-ZVZCS变换器进行控制环路设计。实验结果表明,变换器在各稳态工作点具有良好的稳定性和动态特性,验证了设计方法的正确性。     

基于DSP2812的IGBT逆变焊机设计

介绍了单相全桥逆变的点焊电源主电路设计以及基于DSP2812的控制电路设计.通过对逆变电路的输入电压和输出电流进行采样,运用模糊-PI双模控制算法对其进行控制,以达到恒定焊接电流的目的.并在此基础上研制出了一台3 kW/kHz的中频逆变电阻点焊机.试验结果表明,该系统工作稳定可靠,能够较好的投入工业使用.