三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器

提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法.与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本.在中大功率应用场合,其优势更为明显.在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,并对所设计的LCL滤波器进行了仿真和实验验证.实验结果表明,经过LCL滤波,系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱,从而验证了该设计方案的优越性.     

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。     

LCL滤波的单相三电平PWM整流器比例谐振控制

鉴于电流环传统PI控制存在稳态误差等缺点,在网侧电流外环中采用准比例谐振(PR)控制器,减小稳态误差及实现网侧单位功率因数的同时,可针对特定次谐波进行补偿;采用电网电压前馈策略以减小电网电压对电流环的干扰;使用单相三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,在进一步抑制谐波的同时易于数字化实现。仿真分析验证了所提方法的正确性和可行性。     

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。     

大功率PWM整流器LCL有源阻尼研究

对基于LCL滤波的大功率PWM整流器谐振阻尼策略进行研究。在对PWM整流器采取电网电流反馈闭环控制的基础上,利用电容电流和比例环节对电网电流闭环极点进行配置,以增大控制系统的阻尼,抑制谐振发生。同时对比例环节参数对电流闭环的影响进行分析,并给出参数的选择原则。通过搭建PWM整流器仿真模型和实验系统,对理论进行验证。仿真和实验结果都证明了理论的正确性。     

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.     

基于LCL滤波的大功率三相电压型PWM整流器

三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数,同时从离散域分析了采用无源阻尼时系统的稳定性。在此基础上,本文研制了一台500kW三相电压型PWM整流器样机,实验结果验证了上述分析方法的有效性。     

三相电压型PWM整流器LCL滤波器优化设计

LCL滤波器传统的参数设计方法很复杂,需要通过反复的试探性计算,并且参数达不到最佳的滤波效果。提出了应用遗传算法来设计LCL滤波器的参数。仿真结果表明,网侧电流的THD值明显减小,遗传算法是一种更为有效、更为简单的设计方法。     

用于太阳能和风力发电系统并网LCL滤波器的分析和设计

针对太阳能和风力发电系统中频繁用到的并网LCL滤波器,建立其数学模型,详细分析LCL滤波器网络各项参数的特性,提出设计的限制条件,推导出系统中滤波电感和滤波电容之间的关系式,进而推算出电感和电容值,同时分析了滤波电容增加阻尼电阻对系统性能的影响。仿真结果表明,设计的LCL滤波器可以完成在新能源行业中优质并网的要求,也验证了理论分析的正确性。     

三电平PWM整流器中点平衡控制技术的研究

研究了三电平PWM整流器优化设计问题,由于在流侧中点电压不平衡,引起输出波形质量不好,系统不稳定。为了解决中点平衡问题,分析了造成中点电压不平衡的原因以及小矢量对中点电压的影响。针对小矢量引起中点电压不平衡,提出了一种基于9段式与7段式混合调制的矢量调制方法。在该方法中,对小矢量未能成对参与调制的扇区,根据中点电压的大小选择采用9段式的矢量调制方法或7段式的矢量调制方法。在9段式矢量调制算法中,有两对小矢量参与调制,选择作用时间长的那对小矢量,结合时间分配因子,重新分配时间。最后采用Matlab软件搭建模型,对中点平衡算法进行仿真,实验结果验证了该算法对中点电压平衡控制的有效性。     

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。     

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。     

PWM整流器无锁相环不平衡控制策略研究

电网电压不平衡时,基于同步旋转坐标系的传统控制策略从六个功率分量中选取四个分量计算指令电流,导致剩余两个功率分量不受控。针对此问题,在两相静止坐标系下建立了基于扩展无功功率理论的瞬时功率模型,该模型利用四个功率分量计算四个静止坐标系下的指令电流,同时控制有功和无功功率的平均值及二次波动量。该方法省去了Park变换和锁相环,降低了系统的复杂程度,提高了系统的动态响应速度。以三相电压型PWM整流器为控制对象,进行了仿真和实验验证,结果表明所提出的方法能够抑制直流侧电压的二次波动并实现单位功率因数运行。     

A high-power-factor PWM rectifier without voltage sensors

Pulsewidth modulation (PWM) control techniques for rectifiers are widely used to improve the source current waveform and the input power factor. Recently, methods to reduce the number of detectors have been studied to simplify the system configuration and control of such rectifiers. It is known that a voltage detector on the ac side can be omitted, though a voltage detector on the dc side is needed for adjustment of the dc output of a PWM rectifier. In this paper, a method for controlling a single-phase rectifier without any voltage sensor is proposed. The ac-side voltage can be estimated from the input-reactor voltage when the ac side of the bridge is short-circuited. The reactor voltage is easily obtained by multiplying the inductance of the reactor by the derivative of the source current measured. The dc side voltage can be estimated by calculating the difference between the source voltage at the beginning of every switching period and the reactor voltage sampled and held in the previous bridge conduction mode. This paper describes the control scheme, its implementation, and the performance characteristics of the rectifier. The usefulness of the rectifier is confirmed by experiment. This method is applicable to various types of PWM rectifiers. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 90–96, 1997     

电网不平衡时三相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

本文对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡条件下进行建模。在此基础上,分析了采用平衡控制策略和不平衡控制策略时交流侧电感的设计方法以及电感对输出直流侧电压的影响。通过仿真验证,这种方法是可行的。     

PWM整流技术综述

PWM整流器以其优越的性能和潜在的优势得到了广泛的应用。介绍PWM整流器原理、特点,并就目前PWM整流技术研究现状在主电路结构及其控制策略方面进行了综述。