基于LCL滤波器的电压源型PWM整流器控制策略综述

三相电压源型PWM整流器交流侧每相通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容达到较好的滤波效果.但是电容支路的引入,将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果.本文以三相电压源型PWM整流器为例给出了LCL滤波器的数学模型,并对基于LCL滤波器三相电压源型PWM整流器的直接功率控制、三闭环控制和无差拍控制的控制策略进行分析和比较.最后,展望了基于LCL滤波器的PWM整流器控制策略的研究热点和研究方向.     

三电平PWM并网变换器LCL滤波器量化设计

随着并网变换器容量的增大,LCL滤波器的优势更加明显。在满足相同滤波效果的情况下,LCL滤波器所需电感值比L滤波器要小。以谐波电流衰减比作为优化目标,参数设计会大于实际要求,增加滤波器的体积与成本。通过基于二重傅里叶级数的三电平变换器脉宽电压谐波分析结果,提出一种三电平PWM并网变换器LCL滤波器的设计方法,实现滤波性能的量化。该设计方法不是以降低网侧电流谐波含量为目标,而是在THD满足要求的情况下尽可能的降低LCL滤波器的规格,降低成本,并对设计的LCL滤波器进行了仿真和实验,验证了所提方法的有效性。     

三电平PWM整流器的LCL滤波器设计研究

LCL滤波器广泛应用于变流器,但三阶滤波器存在谐振,并且参数设计比较复杂。在建立三电平PWM整流器数学模型基础上,采用基于d-q同步旋转坐标系的电压定向控制策略及虚拟阻尼抑制谐振。给出滤波器设计原理,并与L滤波器的滤波效果进行对比,最后通过仿真验证了设计的可行性。     

三相电压型高频PWM整流器的LCL滤波器研究与设计

高频PWM整流器因其能够提供正弦的输入电流、功率因数可控,以及能量可以双向流动,因此得到了广泛关注。但是整流器工作于高频方式会产生高次的谐波。用LCL滤波器来滤除高频的谐波。相对于传统的L型或LC型滤波器,采用LCL型滤波器具有输入电流谐波小、滤波器体积小的优点。对LCL滤波器进行了分析,针对整流器设计了一个LCL滤波器,并通过仿真验证了结论。     

LCL型三电平并网逆变器无差拍控制

电压源型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器交流侧通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容组合达到较好的滤波效果;但电容支路的引入将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果,为此,以LCL滤波器运算电路为基础建立数学模型,并对该数学模型设计出LCL型三电平并网逆变器无差拍控制。MATLAB/Simulink仿真实验验证了所提的LCL型三电平并网逆变器无差拍控制的有效性。     

LCL滤波的PWM整流器固定开关频率控制研究

传统的PWM整流器用L滤波器来滤除谐波,而LCL滤波器可以用较小的电容电感值达到较好的滤波效果。但是LCL滤波器存在谐振效应,会影响系统的稳态性能,大大增加了整流器控制的复杂性。对基于LCL滤波的PWM整流器采用一种固定开关频率控制策略,不需要电容电压或电流传感器,就可以实现系统的稳定运行。最后的仿真结果证明了方法的可行性。     

单相三电平PWM整流器双环控制系统的研究

为了得到单位功率因数、较低的电流谐波和较小的电压开关应力,对单相二极管箝位型三电平PWM整流器的双环控制系统进行了研究.中点电压平衡问题是三电平变换器的一个固有问题,因此针对单相三电平变换器进行了深入分析,并提出了一种中点电压平衡的Bang-Bang控制方法.仿效直流电机的转速电流双闭环控制,建立了三电平PWM整流器的双环控制模型,通过工程设计获得了良好的稳态和动态性能,保证了输入电流正弦化和单位功率因数.实验结果验证了控制方案的正确性和可行性.     

基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制

三电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,适合于中压大容量的应用场合.通过分析PWM整流器的数学模型建立了三电平PWM整流器矢量控制系统,根据空间矢量PWM和载波PWM的本质联系,以及选择冗余矢量的本质含义,提出了一套基于零序分量注入的多电平变换器PWM算法.根据所选择控制目标的不同,注入最优零序分量,该算法避开了寻找合成矢量和作用时间的复杂计算,对多电平系统具有通用性.本文将其应用于三电平PWM整流器控制系统中,实验结果验证了该算法的可行性,整流器在单位功率因数运行的同时,实现电容中点电压平衡,降低了开关损耗.     

LCL滤波的PWM整流器新型控制策略研究

为了减少PWM整流器开关频率附近高次谐波的含量,文中采用了三次LCL型滤波器.为了提高系统的稳定性,抑制滤波器的谐振,在双闭环控制的基础上提出了一种基于虚拟电阻思想的控制策略.通过对滤波电容电流的积分处理,改变了系统传递函数的极点,确保了系统的稳定运行.此外,文中对LCL滤波的三相PWM整流器数学模型进行了详细的分析,并从理论和仿真两方面证明了LCL滤波器的优越性能.最后的仿真结果证明了该控制策略是可行的.     

LCL滤波器在三相PWM整流器中的应用

为减小功率器件脉宽调制(PWM)引入的高频谐波分量,将LCL滤波器取代传统的L滤波器应用于三相PWM整流器,并提出一种新颖的LCL参数设计方法以简化参数设计过程。通过设定变流器侧允许最大纹波电流、滤波器吸收的最大无功功率和电网侧允许最大纹波电流分别计算得到变流器侧电感、滤波电容和电网侧电感的参数。考虑实际控制器引入的时延,建立数学模型,在z平面分析系统稳定性,得到阻尼电阻的优化设计值。提供了一个设计实例,给出在相同总电感参数下采用L滤波器与LCL滤波器的三相PWM整流器的对比实验结果以证明LCL滤波器的优越性能。实验结果证明了所提参数设计方法和稳定性分析方法的正确性。     

并网LCL滤波的PWM整流器输入阻抗分析

对并网LCL滤波的PWM整流器进行了深入研究,在电流环中通过引入滤波电容电流反馈控制来改变系统极点分布,抑制LCL滤波器自身的谐振和增加系统稳定性,以代替阻尼电阻的作用。将控制器参数和物理模型结合建立了LCL滤波整流器的闭环高频输入阻抗模型,详细地分析了整流模式、有源逆变模式下阻抗特性,并研究了两种模式下公共耦合端(PCC)电压前馈的影响,为LCL滤波整流器的并网控制提供理论指导。仿真和实验结果表明,LCL滤波整流器并网时可以有效减少注入电网中高次谐波含量,而引入滤波电容反馈控制策略是一种简单、可行抑制LCL谐振的方法,带PCC电压前馈有利于并网整流器小功率能量回馈的正常运行。     

无电网电压传感器三电平PWM整流器研究

在大功率三电平整流器应用中,为降低成本、提高性能,研究了一种无电网电压传感器三电平PWM整流器。在分析其数学模型的基础上,采用三电平SVPWM简化算法,将传统两电平电压空间矢量控制算法应用于三电平,并结合一种新颖的虚拟磁链观测器,提出了基于虚拟电网磁链定向的三电平PWM整流器矢量控制策略,在双三电平变频器系统中对其进行实验研究。实验结果表明,该三电平PWM整流器可较好地稳定直流母线电压,提高整流器功率因数,并具有良好的动静态特性。     

4象限级联型多电平变换器及其整流器控制

在级联型多电平变换器的功率单元中,用PWM整流器替代二极管整流器,可以实现能量的双向流动;利用隔离变压器的副边漏抗代替整流器的输入电抗器,可以减少变换器的体积和成本;隔离变压器的副边绕组移相消除了由单个功率单元所引起的谐波电流,抑制了网侧谐波尤其是低次谐波的产生.在整流器控制中使用锁相环对电网的相位和频率跟踪,采用PW...     

弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究

传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑.在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重.为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流...     

电网电压不平衡下直接功率矢量控制

基于三电平PWM整流器的数学模型,结合瞬时功率理论得到了三电平PWM整流器的功率数学模型。通过对电网电压不平衡时整流器进行分析得到了功率表达式。根据功率数学模型提出了用于电网电压不平衡抑制交流侧三相电流负序分量的DPC-SVM控制策略。仿真和实验结果表明,此处提出的控制策略能有效抑制交流侧负序电流。     

基于NCAV和电路等效替换的PWM整流器容错控制系统

三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器因其具有可控的功率因数、网侧三相电流趋于正弦、直流侧电压稳定等优点,在电机控制、风力发电并网、柔性直流输电和微电网等领域得到广泛应用。为了提高三相PWM整流器可靠性,文中提出了一种PWM整流器容错控制系统,该系统结合了归一化电流平均值(normalised current average value,NCAV)故障检测法和基于电路等效替换的容错方法。该控制系统在功率开关管单管开路故障情况下能够实现故障检测和诊断,并进行快速的容错控制,从而减少单管开路故障对系统造成的影响,改善故障下三相电流波形,减小输出电压纹波,提升系统的整体性能和可靠性。通过仿真验证了该控制系统的有效性。     

三相T型逆变器有限控制集模型预测控制策略

LCL滤波器的三相三电平并网逆变器预测控制研究较少,预测模型搭建复杂,计算量大.基于逆变器侧滤波电感三相电流搭建预测模型,可将逆变器数学模型由三阶降为一阶,并用逆变器状态函数计算得到的电流值替换电网侧电感电流传感器测试值,减少系统采样设备.在此模型基础上,首先利用有限控制集模型预测控制算法,其次对参考电压矢量空间角度做...     

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程.采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制.给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式(SVPWM)进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析.结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1.     

基于LQRI控制的三电平PWM整流器的实现

研究了三电平电压型PWM整流器的新颖控制算法,针对传统LQR控制存在稳态误差,提出了含有积分控制的线性二次型最优控制算法(LQRI).建立了基于电网电压定向三电平PWM整流器两相同步旋转坐标系下的数学模型,推导了内环控制的状态方程,实现了电流环控制参数的最优设计,并给出了采用LQRI控制器三电平PWM整流器的整体控制策...