A new PWM control method for AC to DC converters withhigh-frequency transformer isolation

A PWM control method for a switch-mode rectifier (SMR) based on the idea of coordinate transformation is presented. This method realizes sinusoidal input current waveforms, a controllable input displacement factor, and an arbitrary output voltage waveform. This method is advantageous for reducing higher and fractional harmonic components of the input waveforms and is suitable for real-time control. Simulations and experiments are carried out to confirm the feasibility of the proposed method     

AC/DC开关变换器的神经网络控制

AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低。为改善功率因数,研究了使用神经网络控制器(NNC)对AC/DC开关变换器进行控制,并与传统的电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较。结果证实,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数;在参数变化时,神经网络控制器比电流模式控制器的控制性能更佳,且容错能力异常突出。     

AC/DC开关变换器的神经网络控制

AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低.为改善功率因数,研究了使用神经网络控制器(NNC)对AC/DC开关变换器进行控制,并与传统的电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较.结果证实,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数;在参数变化时,神经网络控制器比电流模式控制器的控制性能更佳,且容错能力异常突出.     

电压源型AC/DC换流器的运行机理和特性分析

传统的高压直流输电(HVDC)是采用基于晶闸管的自然换相的换流器技术,存在一些固有的缺点.近年来随着电力电子技术领域中具有自关断能力的绝缘栅双极晶体管(IGBT)和门关断晶体管(GTO)等器件的发展,使得电压源型换流器(VSC)在HVDC中的应用越来越引起普遍的重视.VSC控制和运行方式简单,输出波形品质好,运行模式灵活,具有良好的发展前景.介绍基于VSC的HVDC的原理,分析了其控制特性、运行技术特点.     

无交流电流传感器的三相PWM整流器控制策略

提出了一种无交流电流传感器的PWM整流器控制方法,交流电流通过检测开关状态和直流电流进行电流重构获得,进行最小调制时间补偿控制以确保正确重构交流电流。整流器采用空间矢量PWM电流控制,控制系统采用电压外环和电流内环的双闭环PI控制结构。研究表明,该控制策略有良好的控制性能,可以实现网侧电流正弦化和单位功率因数运行。     

无交流电流传感器的三相PWM整流器控制策略

提出了一种无交流电流传感器的PWM整流器控制方法,交流电流通过检测开关状态和直流电流进行电流重构获得,进行最小调制时间补偿控制以确保正确重构交流电流.整流器采用空间矢量PWM电流控制,控制系统采用电压外环和电流内环的双闭环PI控制结构.研究表明,该控制策略有良好的控制性能,可以实现网侧电流正弦化和单位功率因数运行.     

电压源型AC/DC换流器的运行机理和特性分析

传统的高压直流输电 (HVDC)是采用基于晶闸管的自然换相的换流器技术 ,存在一些固有的缺点。近年来随着电力电子技术领域中具有自关断能力的绝缘栅双极晶体管 (IGBT)和门关断晶体管 (GTO)等器件的发展 ,使得电压源型换流器 (VSC)在HVDC中的应用越来越引起普遍的重视。VSC控制和运行方式简单 ,输出波形品质好 ,运行模式灵活 ,具有良好的发展前景。介绍基于VSC的HVDC的原理 ,分析了其控制特性、运行技术特点     

三相电压型PWM整流器的二自由度I-PD电压控制

伺服电机为负载的三相PWM整流器系统中,传统PI级联控制结构不能兼顾定点跟踪和抗负载扰动.结合二自由度控制理论和整流器运行特点,提出基于I-PD电压控制器的二自由度控制策略.根据整流器dq坐标系下的数学模型,推导出控制器参数选取的步骤和原则.对控制器抗负载扰动性能,以及网侧电压波动对系统的影响进行分析,得出不同参数下的系统稳定界限.给出系统静动态的仿真和实验结果,并与传统控制结构进行静动态性能的对比分析.仿真和实验结果验证理论分析的正确性,表明该控制策略能够有效抑制初始母线电压超调和电流浪涌,加快电流对负载扰动的动态响应速度,提高系统的稳定性,尤其适合在低压大功率的伺服系统中应用.     

Error tracking mode AC current waveform control method for three-phase self-commutated voltage source power converters

A novel design theory for a three-phase self-commutated power conversion system (PCS) to perform as an ac current source is proposed. In this new ac current waveform control method termed error tracking mode, the switching instructions of main devices are decided only by the error function of ac current at every data sampling time that comes in a constant period. The performance is theoretically evaluated. Simulation by SPICE also is executed and the characteristics are inspected. Error tracking mode has the following attractive features. It can treat two arbitrary current waveforms as target functions of two-phase arbitrary ac currents. The error between actual ac current value and the objective function value can be controlled and guaranteed to be less than an arbitrary value, which is given beforehand. All control components can be digitized. The minimum continuous on and off time of main devices is guaranteed in advance. No special starting control is necessary because actual ac currents are guaranteed to start tracking the target functions automatically. Error tracking mode makes contributions to improve precision in current control and to reduce current harmonics of self-commutated voltage source power converters.     

Quasi-dual modulation of three-phase PWM converters

The possibility of transferring the modulation method developed for a pulse width modulated (PWM) power converter with a DC voltage link (VLC) to a PWM converter with a DC current link (CLC) based on the inverse current and voltage behavior of these two systems is evaluated. The duality between VLC and CLC, which has been intuitively clear, is treated here in a scientific approach. It is shown that the nonplanar property of three-phase bridge circuits leads to a quasi-dual relation of the switching states of the VLC and CLC systems. The code conversion of the binary switching functions of a VLC into control signals of the power electronic devices of a CLC is given. The remaining degree of freedom of the correspondence is set by the requirement of minimum switching frequency of the converter     

DC/DC变换器混合逻辑动态建模与约束优化控制策略

针对电力电子电路DC/DC(直流-直流)变换器同时存在着连续动态和离散切换两种不同类型的的混杂特性,引入N步建模方法,推导出DC/DC变换器的混合逻辑动态模型,用来描述变换器的动态特性、切换规律和系统中的约束关系.在此基础上,考虑控制输入约束和系统状态约束,应用混合整数模型预测控制方法,建立以脉冲宽度调制(PWM)为控制方式的DC/DC变换器状态反馈最优控制系统.数值仿真结果表明:DC/DC变换器基于混合逻辑动态建模的可行性,及在此基础上设计的优化控制系统具有良好的动态特性,并能满足系统的约束限制.     

三相电压型PWM整流器的一种改进前馈控制策略

针对三相电压型PWM整流器受到负载扰动和电网波动的影响较大问题,在分析其数学模型的基础上,根据输入输出之间的功率平衡关系,提出了一种改进的前馈控制策略。前馈信号同时包含了电网电压和负载的信息,通过快速调节交流侧进线电流,使得系统功率平衡得以维持。在所搭建的实验室平台上做了相应的模拟实验,验证了控制策略的有效性,提高了系统对负栽扰动和电网波动的抗干扰能力。     

一种提高三相VSR直流母线电压控制能力的方法

在三相VSR系统中,当直流母线电压跌落较大时会导致交流侧电压饱和,从而引起交流侧电流畸变和系统的动态响应变差.针对该问题,通过分析三相VSR直流侧电压对交流侧电流的影响以及交流侧矢量关系,提出从电网吸收或向其注入一定无功功率的方法.同时给出了给定无功电流的选取方法.实验结果表明,当直流母线电压跌落并导致变换器交流侧电压饱和时,所提方法可使交流侧电压降低到线性调制区域,降低了交流侧电流的畸变率,改善了系统的动态响应.     

抗干扰的三相PWM整流器改进前馈控制策略

基于三相PWM整流器的电压、电流双闭环控制结构,不影响系统跟随性的前提下,电流内环加上前馈补偿,提高其抗干扰性能。根据输入输出之间的功率平衡关系,电压外环加上负载电流反馈,抑制负载扰动对系统的影响。对q轴(有功功率轴)电流与d轴(无功功率轴)电流独立控制,并给出了电压调节器与电流调节器的设计、计算方法。最后,通过simulink软件,控制方法采用SVPWM的电流控制方法仿真,表明系统稳定性和抗干扰性都明显提高。     

双向AC/DC变换器的单相系统控制与建模

基于单相双向AC/DC变换器的状态空间平均模型及输出波形特点,提出一种适用于建立系统控制模型的"平均值分离法"和"半周期平均法",通过解析分析和线性化处理,推导出其有关交流侧电流幅度和直流侧输出电压的传递函数模型和离散化控制模型,并进行稳态理论分析,为系统设计提供依据.通过样机实验波形证实了所得控制模型及理论分析结果的正确性与可行性.     

三相电压型PWM整流器直接功率控制策略

首先分析了三相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型,然后对基于瞬时功率估算的直接功率控制、电压定向的直接功率控制、无电压传感器虚拟磁链的直接功率控制、基于定频的虚拟磁链和变换器输出电压计算的直接功率控制进行性能分析,比较其各自的优缺点.并在此基础上对三相电压型PWM整流器直接功率控制策略进行了展望.     

一种无变压器有源电压质量调节器的直流侧电压控制

无变压器串联电压质量调节器是一种用来解决多种电压质量问题的新型装置。针对目前大多数类似装置的整流单元都采用不可控整流的情况,本文提出了采用可控整流来控制直流侧电压与系统缺损电压相适应的思想,以提高装置的效率。论文详细介绍了该思想的原理与实现方法,并把两种情况下装置的损耗和效率情况进行了对比。通过仿真和实验可以看出本文提出的直流侧电压可控的无变压器电压质量调节器可以有效解决多种电压质量问题;对于一种电网条件,在相同工况下,效率从直流侧电压不可控时的89.1%提高到96.1%     

AC/DC/AC PWM converter with reduced energy storage in the DC link

The paper introduces the family of quasi-direct converters, i.e., forced-commutated AC/DC/AC power converters including small energy storage devices in the DC link. In particular, the case of the three-phase to three-phase quasi-direct power converter is considered. Since energy storage minimization calls for instantaneous input/output power balance, a proper control strategy is needed. The paper describes a simple and effective control technique which also provides high-power factor and small distortion of the supply currents. After a discussion of the general properties of quasi-direct power converters, design criteria of both power and control sections are given, and experimental results of a 2-kVA prototype are reported     

含电压源换流器的交直流混联电网无功优化模型

随着厦门柔性直流输电工程的建成投运,福建电网形成了以柔性直流输电通道与交流输电通道环网运行的交直流混联电网。为解决含柔性直流的交直流混联电网的无功优化控制问题,提出了一个含电压源换流器的无功优化模型,并采用分支定界法及原对偶内点法求解。所提模型及求解方法已在福建电网自动电压控制系统中进行了测试,实现了对辖区范围内机组、容抗器、有载调压抽头和电压源换流器等各类无功电压调节策略的在线实时优化计算,取得了较好的测试效果。