基于电流无差拍控制的PWM整流器

给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正...     

基于无差拍控制的PWM整流器并联运行

共享直流母线和交流母线的三相并联脉宽调制(PWM)整流器可提高系统容量,但可能引起环流问题,导致三相电流不平衡、增加器件损耗、降低系统效率。针对环流问题,建立了其在三相静止坐标系下的数学模型,分析了环流的产生机理及影响因素。因此,提出了一种电压外环采用比例积分(PI)调节,电流内环采用无差拍控制(DBC)的控制策略,并将其运用于整流器并联系统。该方法动态响应速度快,适用于采用通信配合的三相整流器并联系统。最后,搭建了并联系统实验平台并进行了实验,验证了所提控制策略的可行性。     

基于重复观测器的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制的PWM整流器,其电流稳定性受控制延时以及交流电流采样通道低通滤波器的影响,文中对其影响机理进行了详细的分析,讨论了开环电流预测方法的预测精度及其由误差引起的电网电流畸变问题,提出了采用基于重复控制思想的状态观测器对电网电流进行预测的方法,以达到提高电网电流预测精度的目的。给出了重复观测器的设计方法并对其稳定性进行了分析。实验结果表明,该算法可有效减小电网电流预测的误差,改善PWM整流器无差拍控制的性能。     

基于DPWM1的无差拍解耦控制的三相并网逆变器

针对三相并网逆变器的特点,提出了一种新的基于不连续PWM调制的无差拍解耦控制策略。和传统不加补偿的无差拍控制器相比,新的无差拍控制器在相同的采样频率下可以减少输出电流脉动和畸变,改善了三相并网逆变器的性能。分析了不同不连续PWM的特点,根据三相并网逆变器的特点,DPWM1方式被采用。采用电网电压定向矢量控制和无差拍控制,实现了三相并网逆变器的d轴电流和q轴电流的解耦控制,使d轴电流控制三相并网逆变器的有功功率,q轴电流控制三相并网逆变器的无功功率。加了控制延时补偿的无差拍控制器,具备非常快速的动态响应能力,真正实现一拍达到给定值。实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

三相PWM整流器无差拍电流控制方法研究

脉宽调制(PWM)整流器的无差拍电流控制作为一种数字控制方式,能快速准确地跟踪系统给定的电流信号,但其作为一种基于对象精确模型的控制方式,滤波电感模型参数与实际电感参数的不匹配及系统的控制延时都会损害控制模型的精确度,导致网侧电流发生畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。提出了一种改进型无差拍电流控制算法,推导了三相PWM整流器改进算法的离散传递函数,并对系统的稳定性能和动态性能进行了分析。将该算法用于三相电压源PWM整流器的双闭环系统中,可有效减小电流总谐波畸变率(THD)和畸变,同时能得到精确控制的直流母线电压。仿真和实验结果验证了该方案的正确性和可行性。     

无差拍电流预测控制的PWM整流器仿真研究

通过对PWM整流器控制方法的分析,提出了一种新的无差拍电流预测控制策略。与传统的电流预测控制相比,该方法通过对幅值和相位的补偿,改善了传统控制方法所存在的初值问题和直流漂移问题;并且为了进一步提高系统的可靠性,降低整个系统的成本,采用了基于虚拟磁链的无电网电压传感器的控制方法来确定电网电压的相位。最后在Matlab软件中对其主电路和控制回路进行了建模与仿真分析,验证了系统设计的可行性。     

基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术

由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的固有缺点,将会导致系统振荡以至不稳定.传统电流状态观测器由于其本质是开环观测器,预测效果不甚理想.为补偿延时,一种基于新型状态观测器的方法被提出.该方法首先分析了一个开关周期内的电流变化情况,然后通过在一个开关周期的中间时刻采样获得新输出变量来校正观测误差,据此得到观测器从而预测下一开关周期电流值.此方法消除延时影响不仅使系统稳定,且对给定电流输入可取得无差拍响应.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证该方法,样机采用25kHz的开关频率和TMS320F2812 DSP控制芯片,仿真和样机实验都验证了理论分析的正确性.     

基于无差拍控制的三相PWM整流器死区补偿方法

由于三相脉宽调制(PWM)整流器的死区效应导致的电流过零箝位,相电压、电流畸变等现象,基于死区和过零分析,提出应用锁相环(PLL)技术的网侧电压观测值代替传统的电流过零检测,进而对三相PWM整流器的死区时间进行补偿。该方法能有效避免传统过零检测在零点附近的箝位影响,准确判断电流过零方向,并且不会造成相位延迟。结合无差拍控制技术应用于三相PWM整流器,能有效减小电流总谐波畸变率(THD),并且通过仿真和实验结果证明了该方法的有效性和可行性。     

PWM整流器无差拍电流控制中稳定性问题研究

控制延时和系统参数变化是无差拍控制的主要缺点,会导致系统振荡以至不稳定。为得到稳定性与控制延时和系统参数变化的对应关系,提出一种基于w′变换的稳定性判断新方法。首先建立考虑延时和系统参数变化的新电流环传递函数,然后通过w′变换将z域的新传递函数变换到w′域。利用低频段w′域与s域的相似性,借助波特图和Routh判据,得出了系统稳定性与延时及电感参数变化的确切对应关系,并给出了解决稳定性问题的具体方法。样机实验验证了理论分析的正确性。     

三相Vienna整流器无差拍预测直接功率控制策略研究

针对三相Vienna整流器控制系统计算、采样等延时引起的功率误差问题,提出一种两步预测直接功率控制(DPC)算法。基于无差拍控制原理设计内环直接功率控制器,推导两相静止坐标系下控制参考电压矢量公式,并结合二阶拉格朗日差值法估算k+2时刻有功功率给定值,提高功率预测精度。同时为提高电压外环响应速度和稳定精度,构建以直流侧电压平方为反馈量的滑模控制器(SMC)。最后搭建10 kW三相Vienna整流器仿真模型与实验平台对所提算法进行验证。仿真和实验结果表明:无差拍预测直接功率与滑模控制相结合的算法不仅可以有效减小输入侧电流谐波含量及功率脉动,而且可以提高三相Vienna整流器的动态响应速度和抗干扰性能。     

基于无差拍预测电流过零点的PWM整流器 无死区控制策略研究

针对无死区控制需要准确判断电流过零点的问题,将电流预测应用于无死区控制。利用电流预测算法,推算出电流过零点的位置,实现无差拍电流预测。当电流极性变化,可以准确地切换各桥臂的驱动信号,使无死区控制更稳定运行。最后通过仿真验证了该方案的正确和可行性。     

内环采用改进无差拍的PWM整流器优化控制

无差拍电流控制易受到采样误差和控制延时的影响,而导致电流畸变、电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,首先提出了三相脉宽调制(PWM)整流器在三相静止a,b,c坐标系下的数学模型。通过坐标变换和离散化获得了一种在两相静止α,β坐标系下基于无差拍控制(DBC)的离散化数学模型。在对给定电流进行"两步预测"的基础上提出一种电流校正算法,该算法可解决延时补偿问题,并降低由于采样引起的误差。最后,在实验室搭建了PWM整流器实验平台,验证了所提控制方法的可行性。     

不平衡电网下Vienna整流器无差拍预测控制

无差拍预测直接功率控制（DBP-DPC）具有控制简单、动态响应快等优点,但由于Vienna整流器在电网不平衡时其运行范围会受到限制,所以传统DBP-DPC并不适用于电网不平衡的场合。这里主要针对Vienna整流器在不平衡电网下的DBP-DPC展开研究。首先根据电网的不平衡程度将电网分为两类,并分别采用两种不同的控制目标,在此基础上提出一种多目标补偿DBP-DPC方法,针对不同的控制目标采取不同的功率补偿,从而拓宽了Vienna整流器在不平衡电网下的稳定工作范围,最后通过实验验证了所提控制方法的有效性。     

三相高功率因数PWM整流器复合校正无差拍控制

建立了三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器简化数学模型,通过该模型反映了PWM整流器的运行状态并分析了系统控制器设计,根据电流内环控制要求,给出了传统PI控制方法不同的参数取值对系统效果的影响.通过引入电网电压干扰补偿,提出了一种基于复合校正的无差拍控制方法,通过仿真验证分析得出了该方法在控制精度,响应速度,工程实现上均优于传统PI控制方法,最后,搭建了实验平台,通过实验波形和数据验证了三相高功率因数PWM整流器简化数学模型和无差拍控制方法的正确性.     

模糊控制在三相PWM整流器无差拍控制中的应用

无差拍电流控制为了补偿控制延时,需要对参考电流进行超前预测,由于参考变化的不确定性,单一的预测算法在不同参考变化情况下可能产生较大的电流超调或者相位滞后。本文通过对三种常用预测算法进行比较分析,得出预测参数与电流超调和相位滞后之间的关系,以此提出一种基于模糊控制的预测算法。该算法针对不同的参考电流变化选择合适的预测参数,折衷考虑电流超调和相位滞后的影响,限制电流超调最大值,优化相位滞后。最后,结合TMS320F2812 数字信号处理器(digital signal processor,DSP)控制平台在三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器上进行实验,验证了理论分析的正确性。     

电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制

研究了一种用于电压型PWM整流器的无差拍预测直接功率控制方法。该方法根据无差拍功率预测模型,在每一个采样周期,实现对下一个周期开始时的功率给定值的跟踪控制。采用空间矢量脉宽调制方法调制目标电压矢量,实现了直接功率控制开关频率的恒定。并在系统中引入了基于内模原理的准积分反馈校正环节,在每个采样周期对系统有功功率和无功功率的预测给定值进行修正。仿真表明,该方法有功功率、无功功率响应迅速、平滑,而且没有静差;控制器对系统参数变化不敏感,系统鲁棒性好,控制器设计简单,具有工程应用前景。     

抑制采样白噪声干扰的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干扰下能够显著降低电流畸变率。     

基于在线扰动补偿的三电平PWM整流器级联式无差拍控制策略

该文以三电平脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,提出一种基于在线扰动补偿的级联式无差拍控制(CDBC)策略.该策略内外环均采用了无差拍控制方式,并建立龙伯格观测器分别对功率模型扰动和负载扰动进行估计和补偿,实现有功功率和无功功率的解耦控制以及系统快速响应.在参数设计方面,采用极点配置方法整定观测器增益,并引入期望周期数...     

单相三电平脉冲整流器无差拍预测直接功率控制

以我国CRH2(China railways highspeed 2)型高速动车组的单相三电平脉冲整流器为研究对象,以提高其动态响应速度及控制精度为目的,该文首先建立单相三电平脉冲整流器数学模型,分析传统基于比例积分(proportional-integral,PI)控制器的定频直接功率控制(direct power control,DPC)的工作原理,在此基础上,提出一种基于自回归算法的单相无差拍功率预测DPC算法。与传统PI定频DPC算法相比,该DPC算法无需网压相位检测装置,如锁相环(phase locked loop,PLL),降低了硬件设计及软件编程的复杂度;而且由于采用自回归算法,实现了有功和无功功率的无差拍预测,提高了整流器负载动态变化时的响应速度。然后,结合内嵌中点电位平衡功能的单相三电平空间矢量调制算法(space vector pulse width modulation,SVPWM),构建了完整的单相三电平脉冲整流器DPC与SVPWM控制系统。最后,对该功率预测DPC和传统PI定频DPC算法分别进行了计算机仿真和半实物实验对比研究。仿真与实验对比分析结果证明了该无差拍功率预测DPC算法的正确性和有效性。     

基于无差拍并联逆变器并网和环流控制研究

传统并网并联逆变器存在大量的PI参数,具有动态响应慢和参数难调等缺点,为此本文提出一种新型无差拍电流预测控制,具有动态响应快、控制精度高、并网电流畸变小的优点。为了进一步解决并联逆变器固有的环流问题,本文提出一种新型注入零序分量SPWM调制策略实现环流抑制。本文在分析并联逆变器模型的基础上,发现通过改变零序分量可以抑制环流,提出了无差拍预测控制实现环流抑制。实验结果验证了本文提出的新型注入零序分量SPWM调制策略可以同时实现并网电流跟踪快速和环流控制问题。