不平衡电网电压下的PWM整流器预测电流控制

传统的PWM整流器预测电流控制在理想电网下能够取得良好的动、静态性能,具有开关频率固定、动态响应快和谐波小等优点,但在不平衡电网下会带来电流畸变、功率脉动和直流母线电压波动等问题。基于一种新型瞬时功率理论提出在理想电网和不平衡电网下都能够获得良好性能的改进预测电流控制。该方法以得到正弦网侧电流、消除有功二倍频波动为控制目标,通过解析推导得到相应的电流参考值,然后基于电流无差拍原理得到下一时刻的电压参考值,进而用空间矢量调制来合成该参考电压矢量。相比现有基于传统瞬时功率理论和正负序分解的解决方案,所提出的改进预测电流控制无需复杂的正负序提取计算和功率补偿算法,能够有效抑制功率波动和电流谐波,具有较大的实用价值,其有效性通过仿真和实验得到验证。     

PWM整流器的电压控制策略研究

通过对ＰＷＭ开关模式整流器（ＳＭＲ）交流侧相量关系的分析,提出了一种通过矢量合成对整流器交流侧基波电压的幅值和相位实现协调控制的方法。仿真和实验证明,整流器可工作于功率因数近似为１的整流呀逆变状态。     

三相电压型PWM整流器不平衡控制策略的研究

分析电网不平衡状态时三相电压型PWM整流器特性基础上,提出了预测电流控制算法。它与传统的双电流独立内环控制算法相比,无需进行网侧电流正、负序分量计算,并省去4个内环调节器,很大程度上简化了算法和提高了系统计算速度。通过RT-LAB半实物实时仿真实验结果表明,该控制方法具有结构、算法简单,动态响应快,输出电压稳定性好,功率因数高的特性。     

三相电压型PWM整流器改进的不平衡控制策略

提出一种静止α,β坐标系中三相电压型脉宽调制(PWM)整流器改进型电流不平衡控制算法。与原有的调节网侧瞬时有功功率不同,改进型方法考虑到交流侧功率损耗,通过调节整流器侧瞬时有功功率使输入电流谐波含量和输出纹波电压达到最小化。两种方法在α,β坐标系中直接产生参考电流时,无需锁相环和坐标变换,对正、负序电流分量也无需独立控制,而是采用比例谐振(PR)调节器实现电流控制。仿真和实验结果表明,即使在电压跌落严重的情况下,改进型控制方法比原有方法在控制直流侧输出电压纹波、输入电流总谐波含量(THD)、功率因数方面的性能更好。     

单相PWM整流器瞬态电流控制策略的研究

针对单相两电平PWM整流器在铁路牵引传动中应用的要求,分析了其工作原理和工作状态,建立了相应的开关函数数学模型,并介绍了SPWM的调制原理,着重分析了瞬态电流的控制方法.实验证明,瞬态电流控制能实现网侧功率因数接近于1、直流侧电压稳定、网侧电流谐波小等控制目标.     

PWM整流器电流控制策略的研究

对三相电压型PWM整流器的电流控制策略进行了研究 ,提出在两相静止坐标系下的预测电流控制和同步旋转坐标系下的PI调节直接电流控制策略 ,并对这两种控制器的性能进行了比较研究 ,最后给出仿真和实验结果     

分裂电容式PWM整流器的矢量控制策略研究

阐述了分裂电容式三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、工作原理及运行模式。对变流系统控制对象进行了数学建模,并对其在旋转坐标系下的数学模型进行了分析。针对该数学模型,采用矢量控制同步PI电流调节策略,描述了它对电流环和电压环的不同要求,并对电流环和电压环进行了控制参数的设计。其中,电流内环设计了基于旋转坐标系下三电流环PI调节器的参数;电压外环设计了直流电压控制及针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能有效抑制低次谐波。     

不平衡电网下脉宽调制整流器模型预测直接功率控制

目前关于脉宽调制(PWM)整流器模型预测控制(MPC)的研究主要集中在平衡电网条件下进行,在电网不平衡时采用MPC进行控制的研究比较鲜见。为此,文中提出一种适用于电网不平衡下PWM整流器控制的模型预测直接功率控制(MPDPC),其控制目标是消除输入有功功率的二倍频脉动并保证网侧电流正弦。相比传统的MPC,该方案仅在原有功率参考值的基础上增加一个补偿值即可实现。该功率补偿值的获取无需坐标旋转变换和电网电压电流的正负序分解,具有原理简单、容易扩展和鲁棒性好等优点。仿真和实验结果验证了所提出的MPDPC在电网不平衡时的有效性和可行性。     

PWM整流器瞬时功率控制策略研究

三相电压型PWM整流器一般采用电压电流双闭环控制策略,而电压方程的非线性特性使得系统分析变得困难.建立了PWM整流器控制系统的瞬时功率模型,证明了线性控制方案电压误差与输出功率之间为线性关系.比较研究了PWM整流器的线性PI控制和基于负载功率前馈控制两种线性瞬时功率控制策略,指出后者大大加快了系统响应速度.在此基础上,针对输出电压方程非线性的特点对后者进行了改进,在保持该策略优良性的同时,实现了输出电压的线性控制.仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性.     

基于虚拟磁链的PWM整流器解耦控制策略研究

提出一种基于虚拟磁链估计值的电流解耦控制方法,用以对PWM整流器进行虚拟磁链定向矢量控制(Virtual Flux Oriented Vector Control,简称VFOC)。针对传统虚拟磁链观测方法存在初始值选取以及直流偏移等问题,提出一种基于级联型惯性环节的改进型虚拟磁链观测器。对比分析结果表明,所提出磁链观测器能很好地消除传统方法存在的不足。仿真和实验结果证明,所提出的解耦控制方法正确且有效。     

电流型脉宽调制整流器节能控制策略

为更好解决电流型整流器功率器件在硬开关过程中的功率损耗问题,提出了一种节能间接控制策略.由于当相电压正、负绝对值最大时,该相电流绝对值及开关损耗均达到最大,为降低设备的总损耗又能保证网侧电流的质量,采用三相功率管只在损耗较小的2/3个周期内两两循环导通的控制策略,该方法在极大程度降低功率器件损耗的同时也减小了功率管的开关次数,延长了器件的使用寿命,适合于大功率应用场合.仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能有效减少器件的功率损耗和降低开关频率,具有工程应用前景.     

基于模型预测控制的单位功率因数电流型PWM整流器

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)采用基于脉冲响应的非参数模型作为预测控制模型,计算复杂,很难直接应用到快速的实时控制系统领域。该文提出了一种改进的MPC,并将此改进的MPC技术成功地引入到电流型PWM整流器(current source PWM rectifiers,PWM-CSR)的功率因数校正系统中。改进的方法从PWM-CSR控制量与被控制量的传递函数入手,得出整流器的一阶差分方程作为预测控制模型,同时省略传统模型预测控制(MPC)中参考轨迹这一不确定因素,因而克服了传统MPC计算量大,实现困难的缺点,并保留了传统MPC反馈校正、滚动优化的优点。在用DSPTMS320LF2407A为开发平台的实验样机结果表明:改进的MPC用于PWM-CSR的功率因数校正系统中,具有优良的稳定控制性能和快速的动态响应性能。     

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。     

三电平PWM整流器多模型预测控制方法

针对PWM整流器滤波电感、等效电阻等参数失配时高性能控制问题,在模型预测控制的基础上引入多模型自适应环节,提出一种三电平PWM整流器多模型预测控制方法。在该方案中,根据整流器模型参数实测值及其波动范围建立多模型集,由各子模型预测输出与整流器系统实际输出偏差,确定与实际系统模型匹配度较高的多个子模型,加权求和后即可确定最优系统参数。针对多模型自适应控制与模型预测控制相结合引起的大负荷在线计算问题,提出一种在线优化多模型预测控制方法,分别设计了在线优化移动子集和多电平快速预测控制方法对其进行简化。最后,实验结果表明所提控制策略的正确性和有效性。     

基于DSP的PWM整流器自适应控制策略研究

为了提高脉冲宽度调制(PWM)整流器的动态响应性能及可靠性,在分析了PWM整流器双闭环控制策略的基础上,提出了一种基于自适应比例积分(PI)控制的控制策略,保证了PWM整流器静态性能优良的同时提高了PWM整流器动态响应性能及可靠性。搭建了一台以数字信号处理器(DSP)(TI-DSP2808)为控制器的实验样机,对PWM整流器的自适应控制策略进行了验证,实验结果验证了控制策略的有效性。     

三相电压型脉宽调制整流器矢量控制研究

在三相电压型脉宽调制整流器d-q轴数学模型的基础上,对其矢量解耦控制策略进行了研究,提出了基于电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的控制策略。仿真结果表明,采用此控制策略的整流器能够获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应,并能够实现能量的双向流动。