基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器非线性控制研究

本文提出了一种电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器的控制方法。首先,建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,基于网侧单位功率因数及负载电压恒定的控制目标,建立了网侧电流给定方程组。其次,基于“三相不平衡abc静止坐标系”与“不平衡坐标变换”建立的dq解耦模型,采用输入-输出线性化的电流控制策略,实现了有功电流与无功电流的独立控制。仿真实验结果表明：文中所提出的控制策略是有效的。     

基于PWM整流器的功率控制器的仿真研究

文章研究了一种基于PWM整流器的功率控制器。由三相电压型整流器在三相静止坐标系中的数学模型,导出其在两相旋转坐标系的数学模型,并在此基础上引入了基于电网电压前馈解耦的三相PWM整流器控制系统,实现对于有功电流和无功电流的单独控制,从而达到对于有功、无功功率控制的目的。     

无电压传感器的三电平PWM整流器定频直接功率控制

给出了三电平PWM整流器的数学模型,在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,结合虚拟磁链控制的优点,提出了一种新的三电平PWM整流器定频直接功率控制方法。该控制方法省略了电网电压传感器,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,调制环节采用空间电压矢量调制,开关频率固定。仿真结果表明,该控制方法实现了单位功率因数运行,网侧电流谐波小,具有良好的动静态性能,保证了中点电位的平衡。     

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法。实验结果表明,该方法有效地降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。     

三相电流型整流器空间矢量调制仿真研究

相对于传统的电压型PWM整流器而言,电流型PWM整流器用于电机驱动具有动态响应快,便于实现再生制动和四象限运行,限流能力强,短路保护可靠性高,能在宽范围内精确控制转矩和速度等优点,在小、中等功率得到广泛的应用。利用三相电压型整流器（VSR）的电压空间矢量调制技术（SVM）实现三相电流型整流器（CSR）的三逻辑空间矢量调制,对其数学模型进行了推导,并利用Matlab建立了系统的仿真模型。仿真结果证明了该方法的有效性,实现了电流型整流器交流侧的单位功率因数和直流侧电流的平稳运行,对电力无功补偿和谐波抑制具有很好的效果。     

重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用

矢量控制用于三相电压型PWM变流器时,能够使系统得到较好的动静态特性,但当直流侧接入非阻性负载时,直流侧电压会出现较大纹波,造成输入电流THD值增大。利用重复控制的特点,提出了一种基于矢量控制和重复控制结合的控制方法,实验结果表明,该方法有效的降低了三相电压型PWM变流器输入电流的THD值,使系统达到了更好的性能。     

基于幅相控制的三相PWM变流器控制策略

本文提出一种基于幅相控制方式三相电压型PWM变流器的控制策略。根据相量间的直角三角形关系和能量转换平衡原则，建立了该系统的低频数学模型，分析了系统的相量调节方式。在此基础上，提出了相量控制方式以及一种电流前馈的调节方式，即将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量，以提高系统的快速性。实验证明：控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动，且输出直流电压恒定可调，相电流的谐波含量非常小，系统动态性能较好。     

三相电压型PWM整流器的双闭环控制研究

传统三相PWM整流方式采用传统二极管或相控可控硅实现,但这种整流方式电压利用率低、损耗大,同时也会对电网引入大量谐波分量。因此建立三相电压型PWM整流器的数学模型,利用Park变换将静止坐标系转换为同步旋转坐标系,并对d、q轴分量进行电压前馈解耦,对解耦后的电压电流分量采用双闭环的控制策略。同时推导和分析了工程化典型Ⅱ型系统的电流内环PI参数设计,研究结果表明：采用典型Ⅱ型系统设计,直流侧输出电流的动态响应速度快、抗扰动能力强。然后利用仿真软件MATLAB进行原理性验证,比较不同类型系统设计的电流波形,验证了设计和分析的正确性。     

三相PWM整流器的前馈解耦控制与仿真研究

基于前馈解耦控制策略,研究了三相电压型PWM整流器的建模与控制问题。首先,在d-q旋转坐标系下建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,给出了三相电压型PWM整流器的双闭环控制结构,按此方法确定了电压、电流PI调节器的设计方法。仿真结果表明该方法能使所设计的PWM整流器运行于单位功率因数,输出的直流电压稳定在期望值且具有快速的动态响应,满足了设计要求。     

单相电压源变换器减少开关次数调制算法的研究

作为基本的电力电子变换器,单相全桥结构两电平电压源变换器包括单相电压源逆变器、单相并网逆变器、单相电压源整流器和单相有源电力滤波器,具有广泛的应用场合。鉴于单相电压源变换器具有多解性,可以寻找一种减少开关次数的调制算法,以便降低开关损耗。本文根据三相电压源全桥结构两电平电压源变换器的最小开关次数调制算法,设计了一种适合单相全桥结构两电平电压源变换器的最少开关次数的调制算法,在理论分析的基础上,采用MATLAB/SIMULINK进行了仿真验证。     

Recent developments of high power converters for industry andtraction applications

The introduction of new high power devices like integrated gate commutated thyristors (IGCTs) and high voltage insulated gate bipolar transistors (IGBTs) accelerates the broad use of pulse width modulation (PWM) voltage source converters in industrial and traction applications. This paper summarizes the state-of-the-art of power semiconductors. The characteristics of IGCTs and high voltage IGBTs are described in detail. Both the design and loss simulations of a two level 1.14 MVA voltage source inverter and a 6 MVA three-level neutral point clamped voltage source converter with active front end enable a detailed comparison of both power semiconductors for high power PWM converters. The design and the characteristics of a commercially available IGCT neutral point clamped PWM voltage source converter for medium voltage drives are discussed. Recent developments and trends of traction converters at DC mains and AC mains are summarized     

Operation of a voltage source converter at increased utilityvoltage

The operation of a voltage source converter (VSC) with regeneration capability, controllable power factor, and low distortion of utility currents is analyzed at increased utility voltage. Increase in the utility voltage causes a VSC to saturate and enter a nonlinear mode of operation. To operate under elevated utility, two steps are taken: (1) a pulse width modulation (PWM) algorithm is implemented which extends the linear region of operation by 15%, and (2) a PWM saturation regulator is used to control the reactive current at higher utility voltages. The PWM algorithm reduces the switching losses by at least 33% and the effect of blanking time by one-third. All analytical results are experimentally verified on a 100 kW three-phase VSC     

PWM DC-DC变换器功率级的采样数据模型

将PWM变换器按其工作状态,分别写出开关导通和截止时的数学模型,根据其周其工作的特点,写出其非线性采样数据模型,将该方法用于变换器功率级的建模。以连续导通电压型DC-DC变换器为例,给出了PWM变换器功率级的一种非线性和线性化的采样数据模型,并推导了考虑到控制作用延迟时由控制到输出的传递函数,满足了控制器设计的需要。     

基于三相PWM变换器的蓄电池恒流放电装置研究

介绍了一种基于三相PWM电压源变换器(PWM VSC)的能量回馈式蓄电池恒流放电装置。建立了PWM VSC在同步旋转坐标系下的复数矢量传递函数模型，设计了交流电流复数PI控制器，并基于功率平衡系建立了放电电流的数学模型，提出了系统的控制方案。实验结果表明装置能够实现蓄电池的高精度恒流放电，而且交流侧电流波形好，功率因数高。     

Dynamic and steady state analysis of a three phase buck rectifier

Current source rectifiers among other alternatives, offer several advantages over line commutated rectifiers. Advantages include displacement power factor control and reduced line current harmonic distortion. This paper analyzes the current source rectifier (CSR) in transient and steady state, the models are developed in a synchronous reference frame. The load behavior is characterized for two load conditions, resistive load or, in general, increasing current for increasing voltage, and constant output power, decreasing output current for increasing voltage. Constant power operation can occur for a converter system supplying a pulse width modulation (PWM) inverter with high dynamics. Several static converter characteristics such as power factor, real and reactive power are analyzed for both types of load. Transient characteristics are analyzed for both types of load by exact small-signal model with full set of equations     

分裂电容式三相PWM整流器的矢量控制策略研究

对分裂电容式三相电压型PWM整流器进行了建模分析。应用矢量控制原理，内环采用基于旋转坐标系下三电流环PI控制策略，并设计了直流电压控制和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，此控制策略可以得到较好的控制性能并有效抑制低次谐波。     

Control of Single-Phase-to-Three-Phase AC/DC/AC PWM Converters for Induction Motor Drives

This paper proposes a novel control scheme of single-phase-to-three-phase pulsewidth-modulation (PWM) converters for low-power three-phase induction motor drives, where a single-phase half-bridge PWM rectifier and a two-leg inverter are used. With this converter topology, the number of switching devices is reduced to six from ten in the case of full-bridge rectifier and three-leg inverter systems. In addition, the source voltage sensor is eliminated with a state observer, which controls the deviation between the model current and the system current to be zero. A simple scalar voltage modulation method is used for a two-leg inverter, and a new technique to eliminate the effect of the dc-link voltage ripple on the inverter output current is proposed. Although the converter topology itself is of lower cost than the conventional one, it retains the same functions such as sinusoidal input current, unity power factor, dc-link voltage control, bidirectional power flow, and variable-voltage and variable-frequency output voltage. The experimental results for the V/f control of 3-hp induction motor drives controlled by a digital signal processor TMS320C31 chip have verified the effectiveness of the proposed scheme     

基于电驱动钻机的交流电子负载的研究

基于现代电力电子技术,深入研究能量回馈式的交流电子负载的主电路结构和控制策略。主电路采用AC／DC／AC拓扑,并选用电压型PWM整流器构成其输入、输出变流器。提出了一种基于DSP的交流电子负载的控制策略。