三相电压型PWM整流器PI调节器设计

三相电压型PWM整流器多采用电压电流双闭环控制结构,PI调节器参数设计对于控制系统的性能及稳定性有着重要意义。根据PWM整流器在两相旋转dq坐标系下的模型引入PI调节器,分别介绍了电压外环和电流内环的PI调节器参数设计及调试方法。通过试验对比,给出适合工程应用的参数组合,并验证了参数设计的正确性。     

一种新型三相双频PWM整流器

为了能够抑制开关纹波,同时提高整流器的转换效率,此处提出了一种新型三相双频脉宽调制(PWM)整流器拓扑结构和控制方法。三相双频PWM整流器由功率整流单元和辅助单元组成。功率整流单元以低开关频率将有功功率从电网传输到负载,从而减少开关器件的损耗,提高转换效率。辅助单元以高开关频率运行,其作用是消除功率整流单元产生的电流纹波,改善电能质量。该整流器采用前馈方式消除开关纹波,因此可以避免参考电流的提取和控制带宽的限制。介绍了三相双频PWM整流器的拓扑结构和纹波消除原理,并给出了相应的控制策略。最后,在10 kW实验样机上验证了三相双频PWM整流器的性能。     

三相PWM整流器电压定向控制算法研究

详细分析了三相PWM整流器电压定向控制方法的基本原理,给出了其数学模型及控制系统的结构图,说明了各个部分的作用。利用Matlab/Simulink工具箱,建立了仿真模型进行了研究。仿真结果表明,该方法效果优异,系统能够很好地实现控制目标。     

电网不平衡时PWM整流器正负序分量计算方法

分析了现有的电网不平衡条件下PWM电压型整流器(VSR)系统中正负序分量的计算方法,针对其所存在计算量大,控制较为复杂等问题,提出了一种基于静止坐标系的正负序分量计算方法,即T/4(T为基波周期)延迟法,并将这种方法成功地应用到电网不平衡时的三相VSR控制系统中。仿真与实验结果表明,T/4延迟法计算速度快,较其他方法能有效抑制直流母线电压波动和交流侧电流谐波,保证很高的功率因数和输入电流较好的正弦度,得到较为理想的直流母线电压,并能很好地满足控制系统的需求。     

三相电压型PWM整流器双闭环系统校正方法

分析了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,运用前馈解耦控制策略得到三相电压型PWM整流器的电流解耦模型.根据该模型,提出了三相PWM整流双闭环系统调节器的整定方法,并通过仿真验证了该整定法的可行性.     

三电平整流器PWM控制技术

为了分析三电平PWM整流器解耦控制的运行效果,采用对三电平PWM整流器在旋转dq坐标系中进行坐标变换的处理方法,得到了其简化的数学模型,建立电压电流解耦环节,对解耦后的dq轴电流分量分别进行PI控制,实现了电流内环和电压外环的独立控制.仿真结果表明,采用该方法进行解耦控制的三电平PWM整流器相电压、相电流在稳定运行时基本上保持同步,并且网侧相电流的THD只有2.865%,能够达到直接上网的要求.     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定.根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计.仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的.     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计。仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的。     

三相电压型PWM整流器不平衡控制新策略

根据三相瞬时功率理论,通过推导得出实现直流电压的无波纹控制时三相交流电流与三相交流输入电压的时域关系,由此提出虚拟导纳控制三相交流电流的幅值,并通过d-q变换控制三相交流电流相位以实现对功率因数的控制,从而提出新的电流控制算法.并采用广义积分器原理实现对三相电流在两相静止坐标下的控制,实现了正负序电流的无静差跟踪控制.仿真证明了该系统的正确性.     

三相电压源型PWM整流器不平衡控制策略研究

主要研究了PWM整流器在电网电压不平衡时的数学模型和基于该数学模型的控制策略.首先,分析了PWM整流器在不平衡时用正序电动势、负序电动势和零序电动势描述的数学模型.然后,利用网侧功率平衡原理设计了电流指令计算方法.基于这种方法,设计了正负序电流独立控制的功率平衡控制策略.正负序电流独立控制最后将正负序电压信号合成为一个电压信号.通过仿真,进一步验证了该方法是可行的.     

电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略

三相VIENNA整流器作为新型的三电平拓扑结构,因其功率密度高、电压应力小和实现单位功率因数运行等特点在大功率整流场合中运用广泛。针对电网不平衡时直流侧电压产生的二倍频波动,设计了一种在两相静止坐标系下的改进型不平衡控制策略。首先利用双同步坐标系的解耦软件锁相环实现电网电压正负序分量的分离,然后基于正负序双电流环独立控制结构将滑模控制SMC（sliding mode control）引入到电流控制器中,通过所设跟踪误差选取合适的滑模面及滑模趋近律,有效实现了直流电压纹波抑制以及输入电流谐波含量的最小化。最后在Matlab/Simulink软件中搭建了电网不平衡下VIENNA整流器控制系统的仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

基于STM32的三相高功率因数整流器

针对二极管不控整流和相控整流电流波形畸变严重、谐波分量大、功率因数低等问题,建立了三相PWM整流器的低频等效数学模型,设计了电压、电流双闭环PI控制器,制定了合理的PWM控制策略,并通过实验对整流器模型、控制器和控制策略进行了验证。实验结果表明,本文设计的整流器交流侧电压和电流波形基本同相,即网侧功率因数高。说明PI控制器的稳定性较高,控制策略设计合理。     

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础，设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构，用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器，既提高了系统响应的快速性，又增强了抗扰能力，同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能，而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。     

一种三相四线统一电能质量调节器的零稳态误差控制策略

对三相四线统一电能质量调节器(UPQC),当电源电压和负载电流不平衡或存在畸变时,常规p-q-r轴上的比例-积分(PI)调节器无法获得零稳态误差。为解决这个问题,提出了一种在p-q-r轴上的交流等效PI调节器,详细分析了利用它获得零稳态误差的原理,提出了常规PI调节器加交流等效PI调节器的控制策略,推导出了在改进p-q-r坐标上的控制方程,给出了系统的控制框图。实验结果表明,采用的控制方法较好地实现了UPQC的补偿性能。通过比较发现,对于同样的双闭环控制策略,采用了交流等效PI调节器的UPQC的补偿性能好于未采用时的补偿性能,证明了交流等效PI调节器对减小UPQC的稳态误差是有效的。     

一种新型的非线性PWM整流器控制策略

工作在恶劣环境下的矿用电源,必须输出直流电压稳定,动态响应迅速,鲁棒性好,输入功率因数可调。以三相全桥电路作为电源主电路的拓扑结构,建立了脉宽调制(PWM)整流器的数学模型,提出了电流内环采用内模控制、电压外环采用环滑模的非线性控制策略。文章进行了仿真和实验,证明了该非线性控制的PWM整流器动态响应迅速、鲁棒性好、输入电流谐波含量小,适合作为恶劣环境下的矿用电源。     

新型三相PWM整流器自适应滞环电流控制

在传统的三相PWM整流器滞环电流控制的基础上,提出一种新型的能动态调整滞环宽度的自适应滞环电流控制技术。在锁相回路控制的基础上增加一个简单、快速的滞环宽度预测模块,可实现滞环宽度动态调制及开关频率恒定的控制。在Matlab/Simulink环境中建立三相PWM整流器的仿真模型,并以自适应滞环电流控制器对整流器进行开关频率的控制。仿真结果表明,该控制方法可以实现网侧单位功率因数正弦波电流控制,能适应负载的扰动,直流电压输出稳定,具有良好的鲁棒性。     

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扶徘忡化功率心数的正弦输入电流、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。     

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。     

三相PWM电压型整流器无源控制算法的研究

本文对三相电压型PWM整流器的单位功率因数以及输出电压的控制问题进行了讨论，推导了在a-b-c与d-q坐标系下整流器的动力学EL(Euler-Lagrange)方程。文中给出了无源控制器的一般设计方法与系统控制的约束条件，针对三相电压型PWM整流器系统给出了改进型无源(Passivity-Based)控制策略的仿真实验结果。仿真实验表明：本文所述的无源控制策略对于三相电压型PWM整流器系统的单位功率因数与输出电压控制具有快速跟随、抗干扰性强、功率因数高等良好特性。     

直接功率控制的三相空间矢量脉宽调制整流器离散域建模

为了在常规的电压定向控制基础上省去电流内环和交流电压传感器,提高系统的动态响应,将空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)与直接功率控制相结合,在推导系统数学模型的基础上,对电压外环调节器、功率内环调节器、SVPWM调制模块、系统时钟、采样频率、数据位数、坐标变换模块等参数进行了设计,在Simulink和基于现场可编程门阵列的高速数字信号处理平台上分别搭建了连续域和离散域模型,并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该方法提高了系统的动态响应速度,实现了高功率因数运行。