Vienna整流器滑模直接功率及中点电位平衡控制策略

根据Vienna整流器的工作原理,建立基于开关函数的功率数学模型,在此基础上设计新型滑模直接功率控制策略,详细推导该控制算法,并给出具体设计过程;另外针对Vienna整流器存在中点电位波动和传统空间矢量调制计算繁琐等问题,提出基于载波调制的等效空间矢量调制算法,通过在载波调制中加入零序分量来等效空间矢量调制策略,同时在零序分量中加入平衡因子来控制中点电位平衡。滑模直接功率算法与等效空间矢量调制技术相结合可以实现开关定频和中点电位平衡,同时降低开关损耗,使Vienna整流器工作在近似单位功率因数下。最后搭建实验平台进行实验验证,结果表明:基于新型滑模直接功率控制策略和等效空间矢量调制算法相结合的Vienna整流器具有较好的鲁棒性和动态性能。     

考虑谐波特性和中点电位平衡的Vienna整流器改进断续脉宽调制策略

Vienna整流器在以高功率密度为设计目标的场合中,应用十分广泛。且Vienna整流器通常运行在较高的开关频率下,因此减小开关损耗,降低装置的发热,十分有必要。断续脉宽调制(DPWM)可以降低开关损耗,本文研究了一种适用于Vienna整流器的具有最大开关损耗降低效果的DPWM方法。为改善DPWM相对于SPWM和SVPWM方法谐波特性较差的缺点,提出了一种适用于Vienna整流器的改善谐波特性的改进DPWM方法。该方法通过对子扇区注入的零序分量进行修正,改善了三相电流的谐波特性。为针对三电平拓扑固有的中点电位不平衡问题,提出了DPWM方法的中点电位平衡控制策略。最后,通过仿真和实验验证了本文提出的调制方法和中点电位平衡控制策略的有效性,对不同调制方法 Vienna整流器的工作效率和电流THD进行了比较。     

三电平Vienna整流器的一种简化SVPWM算法

结合Vienna整流器的等效电路图,分析该拓扑的工作原理,并给出Vienna整流器的空间矢量分布图。传统的三电平SVPWM算法需要涉及较多的三角函数运算,计算比较复杂。探讨一种基于坐标平移思想,将三电平空间坐标系的矢量调制运算转化到两电平空间坐标系下运算的简化算法,以简化扇区判断和矢量作用时间的计算,有利于编程实现。同时给出中点电位平衡控制策略,来控制上下电容电位。最后搭建了实验样机,样机电流畸变小、母线电压稳定且谐波含量低,验证了简化算法和中点电位平衡控制策略的正确性。     

三相Vienna整流器直接功率控制策略研究

为取得Vienna整流器对有功功率的快速控制响应,提高控制系统的鲁棒性能和动态性能,提出了滑模变结构控制器(SMC)与比例积分(PI)控制器相结合的直接功率控制(DPC)策略,该策略通过前馈电压平衡环对上下电容电压进行补偿实现中点电位平衡,使系统稳定运行在单位功率因数状态下。详细推导该算法,给出具体设计过程。利用Matlab/Simulink仿真和实验样机对该方法进行分析验证,结果证明了该方案的有效性。     

带中点电位波动的Vienna整流器改进SVPWM策略

为提高直流侧电容值较小时Vienna整流器的输入电流波形质量,此处探究了 Vienna整流器中点电位波动对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)造成的影响,推导了中点电位波动值与矢量图中小矢量、中矢量和大矢量的误差值之间的关系,并在此基础上提出了一种改进空间电压矢量调制策略.该策略计算出中点电位波动值与消除该矢量误差所需的修正量之间的关系,得到正确的矢量作用时间.最后搭建了 1000 W的Vienna整流器仿真与实验平台进行验证.仿真和实验结果验证了该策略的正确性与有效性.     

带中点电位平衡控制的Vienna整流器滞环电流控制方法

针对三相三电平Vienna整流器存在的固有中点电压波动问题,提出将直流侧中点电压偏差引入滞环电流闭环控制中,通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制。结合等效电路分析了Vienna整流器滞环电流工作原理,设计了电压外环控制器,并给出了滞环宽度和中性点补偿系数的选取依据。最后搭建了一台Vienna整流器样机对该方案进行了验证,实验结果验证了该方案的可行性。     

基于简化三电平SVPWM算法的整流器研究

在d,q坐标系下建立了基于开关函数的三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型,在此基础上,采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性。采用简化的三电平SVPWM算法实现了脉宽调制,通过改变时间控制因子的大小解决了三电平整流器所固有的直流侧中点电压平衡问题,简化了中点电压平衡控制策略。通过Matlab7.1下的仿真平台和以DSPF2812为主控制器的实验平台验证了该控制系统的优越性能。     

三相Vienna整流器中点电位波动的机理分析与抑制

三相三电平Vienna整流器由于具有功率密度高、开关电压应力小、网侧电流谐波小等优势在数据中心供电系统等交直流混合供电电源中获得广泛应用。直流侧中点电位波动作为Vienna整流器固有问题,直接影响网侧电流质量甚至危害系统的安全可靠运行。以基于平均电流控制的三相三电平Vienna整流器为研究对象,详细分析了直流侧中点电位波动机理,从直流中点电位平衡控制本质出发给出了中点电位控制调节系数的精确取值。通过RT-LAB测试平台进行了全面的实时测试分析,结果表明该控制可有效抑制中点电位波动,有效验证了所提理论分析的正确性。     

基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制

Vienna整流器的中点电压振荡问题会造成直流侧电容电压分布不均,导致交流侧输入电流波形畸变,开关器件承受电压不一致而损坏等问题。针对Vienna整流器中点电压不平衡的问题,研究了三电平空间矢量调制对Vienna整流器中点电压产生的影响。首先介绍了Vienna整流器的工作原理,然后分析了空间矢量对中点电压的影响,并基于SVPWM调制提出了一种中点电压波动的抑制策略。最后,搭建了15 kW实验样机,验证了所提控制策略的有效性,解决了中点电压不平衡的问题,明显改善了输入电流波形质量。     

带中点电位平衡控制的VIENNA整流器简化SVPWM双闭环控制

针对三电平VIENNA整流器存在的固有中点电压波动和传统SVPWM(空间矢量脉宽调制)计算繁琐的不足,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦闭环控制中,通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制,并探索了一种基于两电平空间矢量平面的三电平SVPWM简化算法。结合等效电路分析了整流器工作原理,并给出了简化SVPWM占空比和中性点补偿系数选取依据。最后搭建了一台实验样机,实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

三电平电压型PWM整流器的研究

介绍了三电平电压型PWM整流器的基本原理,采用了基于d,q轴的前馈解耦控制策略.运用负小矢量首发的空间矢量脉宽调制算法( SVPWM),给出了算法的具体实现过程.探讨了影响中点电位平衡的主要原因,提出了检测直流电容电压和中点电流调节正负小矢量作用时间的中点电位平衡策略.仿真和实验验证了所提控制策略和调制算法的有效性.     

三电平整流器中点电位平衡的研究

介绍了一种新的中点电压平衡控制策略,得出SVPWM简化算法(传统的三电平SVPWM算法很复杂,涉及很多的三角函数和查表).在d,q坐标系下建立三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型,采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性.最后在MATLAB仿真环境中建立仿真模型,对60°坐标系SVPWM算法进...     

双向Z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法

双向串联型Z源三电平逆变器直流输入电压通过分压电容分压,存在中点电位平衡问题。但是,现有针对于Z源三电平逆变器的中点电位平衡算法具有以下缺点：1)不适用于双向变流器;2)由于中点电位平衡与Z源升压相互制约,且传统SVPWM策略整体升压能力小,中点电位平衡控制困难。针对以上问题,通过扩展直通状态的作用时间,提高SVPWM策略的整体升压能力;进而将动态平衡因子与Z源升压耦合,提出双向Z源三电平逆变器中点电位动态平衡算法。仿真结果表明：1)相比于传统SVPWM算法,基于改进SVPWM算法,改进拓扑的整体升压能力提高;2)在逆变、整流和低功率因数3种工况下,能够维持中点电位平衡。     

基于简化SVPWM的Z源三电平逆变器中点电位控制方法

针对Z源中点钳位型(NPC)三电平逆变器存在中点电位不平衡问题,在分析中点电位平衡控制机理的基础上,基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,提出一种有利于直通信号注入的中点平衡控制方法。该算法通过推导直通占空比、调制比以及平衡因子之间的关系,得到平衡因子的最优解,并实现Z源网络的恒压输出。所提中点平衡控制方法有效抑制了Z源NPC三电平逆变器的中点电位波动,易于实现Z源网络的升压控制,且控制算法简单。仿真及实验结果验证了该方法的有效性。     

基于等效SVPWM的三电平脉宽调制技术仿真研究

传统三电平SVPWM算法思想简单、易于实现,但实际运用中有大量三角函数运算,对控制芯片要求较高。为此研究引入基于载波调制的等效空间矢量调制算法,有效抑制中点电位不平衡,改善系统动态性能,并在此基础上提出一种适用于三相三电平Vienna整流器的改进脉宽调制技术,该调制算法通过注入零序分量降低系统谐波含量,并利用补偿电压V_(comp)实现功率因数可变。最后搭建Matlab仿真平台,验证所提算法的有效性与正确性。     

NPC/H桥逆变器直流侧电容电压平衡研究

针对中点箝位(NPC)/H桥逆变器直流侧电容电压的不平衡问题,基于传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,提出了一种平衡三相直流侧电容电压改进型控制算法。该算法利用g-h坐标系确定参考电压位置,选择相应的位置矢量及平衡矢量并优化矢量合成序列,同时加入调节因子调整平衡矢量作用时间,从而实现对直流侧电容中点电位偏移的抑制。实验表明所提出的改进型SVPWM算法能有效平衡三相直流侧电容电压并且具有较强的动态响应能力。     

NPC三电平整流器中点电位控制方法的研究

为了解决三电平整流器中点电位不平衡问题,以NPC型三电平整流器为例,在介绍NPC型三电平整流器的主电路结构基础上,分析了中点电位不平衡问题。详细介绍了基于SVPWM控制的中点电位控制策略,通过合理地选择正负短矢量来使中点电位趋于平衡。提出了一种改进方法即基于电荷守恒的控制策略,以保持一个采样周期内流入中点的电荷等于零为原则,通过控制正负短矢量的作用时间来控制中点电位。通过计算机仿真分析验证了中点电位控制方法的有效性。     

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究

与传统的桥式电路相比,Vienna整流器由于具有同电平数下,开关应力低、体积小、低输入电流谐波,可靠性高等优良特性,在能量单向流动的高中等功率场合,特别在高压直流供电系统获得广泛应用。详细分析Vienna整流器工作机理的基础上,针对经典滞环控制策略开关频率不固定、网侧电流谐波大、电网电压抗扰性差等问题,引入电网电压加权的变环宽滞环策略,同时进一步针对Vienna整流系统直流侧中点电位不平衡问题,设计并采用了中点电位修正策略。为验证策略的正确性与可靠性,在理论分析基础上构建了完整的仿真模型与实验平台,仿真与实验结果表明设计有效减小了网侧电流畸变,同时可有效平衡中点电位。     

Vienna整流器模型预测电流控制优化方案研究

针对Vienna整流器固有的中点电位波动问题,提出了一种基于冗余短矢量预判的模型预测电流控制（Model predictive current control,MPCC）方法,该方法可有效消除权重系数,进而解决了MPCC权重系数调节困难的问题。首先,分析了Vienna整流器的运行机理并构建了其在稳态条件下基于同步旋转坐标系的数学模型;其次,详细分析了Vienna整流器直流侧电容中点电位波动的原因,并提出了抑制中点电位波动的方案;进一步的,为了减小控制器计算负担,研究了MPCC的优化方案;最后,仿真及实验结果证明了所提控制方法的有效性与可行性。     

三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定.在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动...