一种电流前馈控制的单位功率因数三相SAPWM变流器

本文提出一种基于幅相控制方式、具有电流前馈的单位功率因数三相电压型SAPWM变流器。根据相量间的直角三角形关系和能量平衡原则,建立了该系统的低频数学模型,分析了系统的相量调节方式。在此基础上,将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量,以提高系统的快速性。实验证明:控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动,且输出直流电压恒定可调,相电流的谐波含量非常小,系统动态性能较好。     

基于幅相控制方式的零电压软开关三相PWM变流器

提出一种新型基于幅相控制方式的零电压软开关三相PWM变流器的拓扑结构及其控制策略.给出了此软开关PWM变流器谐振期间的等效电路、工作条件、控制信号及动作波形,通过与三角载波的比较,说明了所采用的正负斜率交替的锯齿载波控制方式及其优点,提出了一种相量调节方式并建立了低频数学模型,介绍了控制系统结构及其工作原理.实验结果证明,系统的结构和控制都较为简便,在整流和逆变状态下,能够实现零电压开关动作和满足单位功率因数要求,电流波形的谐波含量非常小,达到了抑制电磁干扰和谐波污染的目的.     

采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器稳态特性分析

利用相量图分析方法对采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器(series power quality controller, SPQC)稳态特性进行了定量分析。选取负载电流相量为参考相量对SPQC进行相量图分析，使各物理量之间的关系更清晰，便于定量求解。根据电源电压幅度与负载功率因数的关系，提出采用能量优化控制策略的SPQC 3种工作模式。分别在电压暂低和电压暂高情况下，对采用能量优化控制策略的SPQC稳态特性进行了详细的定量分析，据此获得了反映电压幅度暂变各种情况下有关物理量之间关系的稳态补偿特性解析式和曲线。仿真和实验验证了该文分析的可行性、有效性及能量优化控制策略不同工作模式划分的正确性。     

一种基于电压相量图的并网逆变器方案实现

提出了一种基于电压向量图的倍频式SPWM并网逆变器控制策略。采用TI公司生产的TMS320LF2407芯片,实现了电压型单相全桥并网逆变器的控制。该逆变器采用基于电压相量图的间接电流控制,其输出功率因数为1,并且保证了能量的单向流动,即能量只从逆变器流向电网,这就避免了能量倒灌带来的逆变器功率器件损坏问题。该方案控制简单,稳定性好,具有一定的应用场合。     

无额外直流储能元件的串联型电能质量控制器新型控制策略

对电压幅度暂变的最大补偿时间是串联型电能质量控制器(series power quality controllers,SPQC)重要性能指标。若没有额外直流储能元件,传统的同相位控制或能量优化控制只能提供有限的补偿时间。该文对SPQC提出一种新型控制策略,它在负载电压控制的同时,自动地从电源吸收部分有功功率来补偿其系统损耗,从而提高最大可补偿时间;甚至在没有额外直流储能元件时还具有持续补偿能力。采用负载电流相量为参考相量的新型相量图表示方法,使得SPQC系统内各相关变量之间的关系更加清晰简单。在电源电压幅度暂变和额定状态,分别对系统进行相应的相量图分析,得到采用这种新型控制策略的定量补偿电压幅度、可完全补偿的最大程度电压暂低以及系统的功率流动方式。根据系统能量平衡关系,提出该新型控制策略的一种简单统一实现方法。计算机仿真和原型实验验证了所得结论。     

三相电流型PWM整流器的功率因数控制方法

由于三相电流型PWM整流器需要在交流侧加入LC滤波电路,如果不加入任何功率因数控制,电源电流将超前电源电压。为了有效地控制系统的功率因数,本文提出了一种简单可靠的功率因数控制方法。该方法只需检测网侧电源电压和电源电流,不需要其他任何系统参数,因此具有很高的可靠性。不同于以往的基于静止三相abc坐标系的控制方法,本文将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系上,这使得整个控制系统的实现更加简单。本文提出的功率因数控制算法能够自动调节系统,使其运行在可以达到的最大功率因数运行点。对比分析了采用和未采用功率因数控制时在不同直流侧电流下系统的功率因数特性,证明了该控制能有效提高系统的单位功率因数运行范围。通过仿真并进一步在一台5kVA样机上进行的试验,证明了该方法的有效性和可行性。     

低压无功补偿优化投切控制新方法研究

传统的低压无功补偿控制算法响应速度和补偿效果欠佳,提出了一种低压无功补偿优化投切控制新方法.采用功率因数控制方式初次投入电容器组之后,利用电压、无功功率、功率因数3个量,运用模糊控制算法,对电容器组进行二次优化控制投切.实验结果显示,使用该方法的控制器控制算法趋于简单,响应速度快,解决了电压质量和功率因数之间难调节的矛盾以及电容器的往复投切振荡等问题.400V低压配电网系统功率因数能达到最佳值.     

三相电压型整流器相位幅值控制方法

提出了一种新型的三相电压型整流器相位幅值控制方法。该方法以调制比M作为控制变量,具有控制算法简单,易于实现等特点。仿真结果表明,系统可以按照给定调节输出直流电压并且能够实现单位功率因数。     

高频级联式整流器的电容电压平衡控制策略

在对级联式H桥多电平整流器的电路拓扑、工作原理进行简要叙述后,以相量图的方式对整流器交流侧稳态工作情况进行分析,指出在负载不平衡情况下保证电容电压平衡的条件。根据此条件设计了一种便于实现和扩展的电容电压平衡控制策略。该控制策略在平衡直流侧输出电压的同时,可实现交流侧单位功率因数。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略

为应对分布式光伏并网引起的电压越限和功率因数超标问题,提出了一种改进的分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略。该策略包括电压控制策略和功率因数控制策略,电压控制策略采用优先控制光伏发出的无功功率,当无功容量不足时降低有功功率的方法调节并网点电压;功率因数控制策略控制光伏发出的无功功率以调节用户考核点功率因数。针对2种控制策略分别设计了比例积分控制器,最后通过算例,在RT-LAB仿真环境中验证了所提控制策略的有效性。     

一种三相PWM变流器的功率因数调节方式

提出了一种基于幅相控制、实现功率因数可调的三相PWM变流器控制方法.通过建立系统低频数学模型,分别在整流和逆变状态下,探讨系统实现功率因数、从电网吸收或回馈容性、感性无功功率的动态调节过程.分析了控制角、受控的功率因数角、最大负载能力、最大回馈电网电能与调制深度、负载、电感量之间的关系.实验表明,该PWM变流器具有控制...     

Voltage control of super high-speed reluctance generator systemwith a PWM voltage source converter

A voltage control system for a reluctance generator with a PWM voltage source converter is proposed. A phasor diagram of the generator is developed by introducing an iron loss conductance. A practical method for achieving optimal efficiency over the complete operating range is suggested. It is based on the optimal-efficiency current angle tracking by adjusting the voltage ratio of AC-to-DC voltage. The performance of the system is investigated by using the new phasor diagram. It is shown that a system with a PWM converter has wider operating range than one with a self-commutated six-pulse converter. The proposed control system is realized on a laboratory prototype, where control routines are mainly implemented by a 16 b single-board microcomputer. Experimental results show that 10% or more improvement compared with that of the system fed by a six-pulse converter is obtained at half full load     

基于海上大型风电场VSC-HVDC系统电网侧控制器的设计

为了检测和分析风电场中风速等一系列可变因素对VSC-HVDC系统的影响,从而优化大型海上风电场结构,提出了一种新型的VSC-HVDC模型——无开关VSC-HVDC相量模型,可以通过调制量来反馈控制系统。在此基础上,结合各种策略的优缺点,选择一种有效地控制策略进行控制器的设计,以实现系统的控制。分析电网侧交流电流和直流电压的所需控制策略,优选出了dq电流控制和PI电压控制作为最佳控制策略,通过对内环外环控制器的参数计算和调节来达到设计要求。Matlab搭建出的模型仿真结果表明,建立的无开关VSC-HVDC相量模型控制策略的选用和控制器的参数设计具有适用性和合理性。     

大功率永磁同步电机发电运行状态下的单位功率因素控制研究

研究了永磁同步电机PWM变流器的运行特性,详细介绍了PWM变流器的运行状态。在PMSG-PWM相量图和数学模型的基础上,针对变流器单位功率因数制策略,理论分析并推导了永磁同步电机发电的稳态运行特性,总结了永磁同步电机发电运行时的定子相电压、相电流、功率因数和极限功率的变化规律。在MATLAB/Simulink平台上基于同一样机建立了高功率因素控制策略的仿真模型并进行了动态仿真,分析了控制策略的基波性能和谐波影响。仿真结果验证了控制策略的可行性及理论分析的正确性。对永磁同步电机的发电运行控制有一定的理论意义和工程价值。     

晶闸管控制的单相–三相变换器

提出一种单相电源供电时适用于异步电机传动的单相–三相变换器。由于仅采用7个晶闸管和1个移相电容,该变换装置具有造价低、结构简单的特点。分析该变换器的工作原理及开关过程,并提出一种基于开环变压变频(variable voltage variable frequency,VVVF)和变压恒频(variable voltage constant frequency,VVCF)控制的单相–三相离散跳频控制策略,用于电机的起动和稳态运行控制,一方面保证了电机在低频阶段足够大的起动力矩,另一方面可使电机稳步起动到额定转速。仿真和实验结果表明了该控制策略的有效性以及系统方案的可行性。     

具有无功补偿功能的单相并网变流器矢量控制方法

针对单相并网变流器在电压信号突变情况下传统虚构方法存在延时问题,提出一种新型矢量控制方法。在建立单相变流器数学模型基础上,利用相线电压的相量关系,构造出虚拟的三相电压信号。与目前延时3.33ms的瞬时电压dq分解法和延时5.0 ms的αβ检测法相比,实时性明显提高。设计了具有无功补偿功能的单相变流器控制策略。MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法的正确性。基于IGBT模块F4-100R12KS4和32位DSP处理器TMS320F2812搭建了实验平台。实验结果表明,系统具有实时无功补偿功能和良好的动静态响应能力。     

一种单神经元PID控制的单相APFC的设计

介绍了传统平均电流控制型APFC变换器的结构,对其控制原理分析后,提出了一种新的控制方法。APFC变换器本身是一个非线性、周期时变的动态系统,采用传统的PID控制难以达到令人满意的效果,单神经元PID控制可以利用其非线性、变结构、自适应等优点来提高APFC系统的动态响应和抗扰能力。通过Matlab/Simulink仿真结果表明,由神经网络控制的变换器,在一定程度上解决了传统PID控制器难于在线实时整定参数、对时变系统进行有效控制的不足,证明了设计的可行性。     

高效率LLC谐振变换器的定频混合控制策略

LLC谐振变换器为实现输出电压在宽范围内变化,普遍采用变频控制策略。然而变频控制策略存在谐振参数设计困难、变压器体积较大和电磁兼容等问题。为克服变频控制策略中存在的问题,提出定频变母线电压和移相混合控制策略。通过增大副边开关管零电流关断范围,提高变换器的工作效率和功率密度。分析所提控制策略的工作过程和软开关实现条件,并提出谐振网络参数设计方法。     

移相控制的双有源桥DC-DC变换器统一相量分析法

提出一种用于分析移相控制双有源桥直流变换器的控制特点、功率的传输与交换特性的交流相量分析方法。通过傅里叶级数分解将变换器的动态方程转化为稳态相量表达式,从而建立适用于单移相控制、扩展移相控制以及双重移相控制的统一复功率模型,得出功率分布区域。根据变换器稳态相量表达式得出不同控制方式所对应相量分析图,并提出不同移相控制策略的实际控制区域。仿真和实验结果与理论分析一致,验证所建立复功率模型的准确性。该分析方法避免了传统瞬时功率积分方法建立移相控制直流变换器功率模型过程中计算复杂、模型不统一以及物理意义不明确等问题,方便了多控制自由度情况下,变换器控制策略的选择与设计。