基于新颖磁链观测的三电平PWM整流器的模糊PI控制策略研究

三电平PWM整流器在高压大功率场合有着广泛的应用,但是由于三电平PWM整流器自身的开关器件的非线性和对电路参数的依赖性,使得传统的PI双闭环控制无法更好的提高其动态性能,因此限制了其在更宽负载范围内的运用。本文在建立二极管钳位式PWM整流器数学模型的基础上,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,采用一种新型简化虚拟磁链定向,设计了一种模糊PI控制器。仿真实验表明:该控制方法设计简单,提高了PWM整流器的动态性能,而且较好地实现了电流的解耦控制,且使系统鲁棒性增强。     

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。     

基于虚拟磁链的风力发电并网变流器直接功率控制研究

本文提出一种基于虚拟电网磁链的三相电压型PWM整流器直接功率控制策略,分析了其工作原理.由于通过估计虚拟磁链来计算无功与有功功率,因此可省略三相PWM整流器的电网侧电压传感器,该控制系统的结构为直流输出电压外环,功率控制内环.并针对传统虚拟磁链观测方法存在初始值选取以及气流偏移等问题,提出基于级联型惯性环节的改进型虚拟...     

双PWM三电平变频器的一体化研究

介绍了高压大功率的双PWM三电平变频器,其在PWM整流侧采用虚拟磁链的直接功率控制,减少了交流侧电压传感器数量和系统成本,提高了系统的动态响应与抗干扰能力。PWM逆变侧采用基于转子磁链定向的矢量控制。仿真结果表明本系统有良好性能。     

基于PWM整流技术的能量回馈装置的研究

将PWM整流技术应用于能量回馈装置,是实现可再生能量回馈利用的经济而又环保的方法。介绍了能量回馈装置的主电路拓扑结构,并建立了该电路的数学模型,在此基础上,根据PWM整流器与交流电机的相似性,分析研究得到PWM整流器的虚拟磁链模型。从实现单位功率因素有源逆变控制出发,设计了PWM整流器的控制系统。通过Matlab/Simulink仿真表明,主电路设计合理,控制系统具有良好的动静态性能。     

单相三电平PWM实验系统中数字滤波器设计

为了实现网侧电流正弦化及输入端高功率因数,针对单相三电平PWM整流器,本文首先分析了单相三电平PWM整流器的工作原理,给出了控制系统的总体控制思想,为了减少直流侧电压、网侧电压、网侧电流因传感器采样误差和电磁干扰等因素产生的高次谐波,探讨了一种适用于单相PWM整流器谐波抑制的数字滤波器设计方法,实验验证了该算法的有效性。     

三相PWM整流器及其控制策略的研究

减少电网谐波污染、提高电力整流装置的功率因数是电力电子研究领域的重要组成部分。三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行的特点,甚至可以实现电能回馈电网。因此对三相PWM整流器的开关控制策略进行深入研究具有很重要的现实意义。本文主要研究基于虚拟磁链的直接功率控制和直接电流控制这两种关于PWM整流器的控制策略。     

三电平PWM整流器双闭环控制系统的研究

基于三电平PWM整流器的数学模型,建立dq旋转坐标系中的解耦状态方程。为了实现有功和无功的结构,运用前馈解耦方案。同时,双闭环控制系统能够实现输入侧近似单位功率因数及直流母线电压稳定。最后,为实现三电平PWM整流器双闭环控制系统,本文设计一套硬件实验装置并且可在DSP下编写控制软件。     

三电平PWM整流器双闭环系统的设计与仿真

三电平PWM整流器多采用电压控制外环和电流控制内环组成的双闲环控制系统。电压外环的作用是根据直流电压Udc的大小决定三电平PWM整流器输出功率的大小和方向以及三相电流的给定信号。电流内环的作用是使整流器的实际输入电流能够跟踪电流给定,实现单位功率因数或功率因数可变。文中主要研究了三电平PWM整流器的系统设计,并进行了仿真。结果表明,所设计的双闭环系统具有良好的抗扰动性能,动态响应也得到了明显的改善。     

基于中点电荷预估控制的三电平PWM整流器研究

研究了二极管箝位型三电平PWM整流器的基本原理,针对直流侧存在中点电位不平衡问题,提出了一种基于中点电荷预估控制的中点电位控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d-q坐标系的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,在简化三电平SVPWM算法的基础上,搭建了基于MATLAB的仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

A novel control scheme for the multilevel rectifier/inverter

A novel three-level pulsewidth modulation (PWM) rectifier/inverter is proposed: this single-phase three-level rectifier with power factor correction and current harmonic reduction is proposed to improve power quality. A three-phase three-level neutral point clamped (NPC) inverter is adopted to reduce the harmonic content of the inverter output voltages and currents. In the adopted rectifier, a switching mode rectifier with two AC power switches is adopted to draw a sinusoidal line current in phase with mains voltage. The switching functions of the power switches are based on a look-up table. To achieve a balanced DC-link capacitor voltage, a capacitor voltage compensator is employed. In the NPC inverter, the three-level PWM techniques based on the sine-triangle PWM and space vector modulation are used to reduce the voltage harmonics and to drive an induction motor. The advantages of the adopted th-ree-level rectifier/inverter are (1) the blocking voltage of power devices (T1, T2, S_a1-S_c4) is clamped to half of the DC-link voltage, (2) low conduction loss with low conduction resistance due to low voltage stress, (3) low electromagnetic interference, and (4) low voltage harmonics in the inverter output. Based on the proposed control strategy, the rectifier can draw a high power factor line current and achieve two balance capacitor voltages. The current harmonics generated from the adopted rectifier can meet the international requirements. Finally, the proposed control algorithm is illustrated through experimental results based on the laboratory prototype.     

基于矢量合成的三电平PWM整流器脉宽调制技术的研究

介绍了二极管中点箝位型三电平PWM整流器电路的拓扑结构和传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理。分析了一种小矢量合成虚拟空间矢量的三电平SVPWM脉宽调制方法,并把它与基于冗余小矢量的中点电位滞环控制策略相结合,从而更好的控制中点电位的波动。为避免参考电压矢量在扇区切换中输出矢量突变,采用了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制算法。最后把调制策略应用到三电平整流器中进行仿真分析,仿真结果验证了调制策略的正确性和有效性。     

单周期控制三相电压型PWM整流器

文章对基于单周期控制的三相PWM高功率因数整流器进行了研究,推导了单周期控制三相电压型PWM整流器的控制规律。它不需要乘法器更不需要对输入电压进行检测,其控制逻辑简单并且以恒定频率工作,可以在每个开关周期控制输入电流跟踪正弦参考量,从而实现低电流谐波畸变和高功率因数。基于Multisim2001软件平台,建立了基于单周期控制的三相电压型PWM整流器的仿真模型,完成了6kW三相PWM整流器的设计和实验研究,仿真和试验结果都验证了理论分析的正确性。     

Implementation of a three-level rectifier for power factorcorrection

In this paper, a new single-phase switching mode rectifier (SMR) for three-level pulse width modulation (PWM) is proposed to achieve high input power factor, low current harmonics, low total harmonic distortion (THD) and simple control scheme. The mains circuit of the proposed SMR consists of six power switches, one boost inductor, and two DC capacitors. The control algorithm is based on a look-up table. There are five control signals in the input of the look-up table. These control signals are used to control the power flow of the adopted rectifier, compensate the capacitor voltages for the balance problem, draw a sinusoidal line current with nearly unity power factor, and generate a three-level PWM pattern on the AC side of adopted rectifier. The advantages of using three-level PWM scheme compared with two-level PWM scheme are using low voltage stress of power switches, decreasing input current harmonics, and reducing the conduction losses. The performances of the proposed multilevel SMR are measured and shown in this paper. The high power factor and low harmonic currents at the input of the rectifier are verified by software simulations and experimental results from a laboratory prototype     

Simple direct power control of three-phase PWM rectifier using space-vector modulation (DPC-SVM)

This paper proposes a novel and simple direct power control of three-phase pulsewidth-modulated (PWM) rectifiers with constant switching frequency using space-vector modulation (DPC-SVM). The active and reactive powers are used as the pulse width modulated (PWM) control variables instead of the three-phase line currents being used. Moreover, line voltage sensors are replaced by a virtual flux estimator. The theoretical principle of this method is discussed. The steady-state and dynamic results of DPC-SVM that illustrate the operation and performance of the proposed system are presented. It is shown that DPC-SVM exhibits several features, such as a simple algorithm, good dynamic response, constant switching frequency, and particularly it provides sinusoidal line current when supply voltage is not ideal. Results have proven excellent performance and verify the validity of the proposed system.