三相PWM整流器无差拍电流控制方法研究

脉宽调制(PWM)整流器的无差拍电流控制作为一种数字控制方式,能快速准确地跟踪系统给定的电流信号,但其作为一种基于对象精确模型的控制方式,滤波电感模型参数与实际电感参数的不匹配及系统的控制延时都会损害控制模型的精确度,导致网侧电流发生畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。提出了一种改进型无差拍电流控制算法,推导了三相PWM整流器改进算法的离散传递函数,并对系统的稳定性能和动态性能进行了分析。将该算法用于三相电压源PWM整流器的双闭环系统中,可有效减小电流总谐波畸变率(THD)和畸变,同时能得到精确控制的直流母线电压。仿真和实验结果验证了该方案的正确性和可行性。     

含负载前馈补偿的电流型PWM整流器改进无差拍控制

针对三相电流源型PWM整流器直流侧电压-直流侧电流双闭环控制策略中动态响应速度较慢、参数整定复杂的问题,该文提出一种无差拍预测电流控制与负载功率前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,分析三相电流源型PWM整流器在两相静止坐标系中的网侧离散化数学模型,在此基础上,电流内环采用无差拍控制跟踪网侧电流,但由于电感参数与控制延时的影响,将导致网侧电流控制精度及波形质量下降。针对此问题,该文采用改进型无差拍控制策略,并利用根轨迹法对电流内环稳定性能进行分析。在环路设计中,通过在外环上加入负载功率前馈等效电流,加快了系统动态响应,解决了负载突变时直流侧电压超调问题。最后,对传统方案和改进方案进行了对比仿真测试和样机实验,验证了所提控制策略的正确性。     

三相高功率因数PWM整流器复合校正无差拍控制

建立了三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器简化数学模型,通过该模型反映了PWM整流器的运行状态并分析了系统控制器设计,根据电流内环控制要求,给出了传统PI控制方法不同的参数取值对系统效果的影响.通过引入电网电压干扰补偿,提出了一种基于复合校正的无差拍控制方法,通过仿真验证分析得出了该方法在控制精度,响应速度,工程实现上均优于传统PI控制方法,最后,搭建了实验平台,通过实验波形和数据验证了三相高功率因数PWM整流器简化数学模型和无差拍控制方法的正确性.     

基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术

由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的固有缺点,将会导致系统振荡以至不稳定.传统电流状态观测器由于其本质是开环观测器,预测效果不甚理想.为补偿延时,一种基于新型状态观测器的方法被提出.该方法首先分析了一个开关周期内的电流变化情况,然后通过在一个开关周期的中间时刻采样获得新输出变量来校正观测误差,据此得到观测器从而预测下一开关周期电流值.此方法消除延时影响不仅使系统稳定,且对给定电流输入可取得无差拍响应.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证该方法,样机采用25kHz的开关频率和TMS320F2812 DSP控制芯片,仿真和样机实验都验证了理论分析的正确性.     

PWM整流器无差拍电流控制中稳定性问题研究

控制延时和系统参数变化是无差拍控制的主要缺点,会导致系统振荡以至不稳定。为得到稳定性与控制延时和系统参数变化的对应关系,提出一种基于w′变换的稳定性判断新方法。首先建立考虑延时和系统参数变化的新电流环传递函数,然后通过w′变换将z域的新传递函数变换到w′域。利用低频段w′域与s域的相似性,借助波特图和Routh判据,得出了系统稳定性与延时及电感参数变化的确切对应关系,并给出了解决稳定性问题的具体方法。样机实验验证了理论分析的正确性。     

电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制

研究了一种用于电压型PWM整流器的无差拍预测直接功率控制方法。该方法根据无差拍功率预测模型,在每一个采样周期,实现对下一个周期开始时的功率给定值的跟踪控制。采用空间矢量脉宽调制方法调制目标电压矢量,实现了直接功率控制开关频率的恒定。并在系统中引入了基于内模原理的准积分反馈校正环节,在每个采样周期对系统有功功率和无功功率的预测给定值进行修正。仿真表明,该方法有功功率、无功功率响应迅速、平滑,而且没有静差;控制器对系统参数变化不敏感,系统鲁棒性好,控制器设计简单,具有工程应用前景。     

单相PWM整流器改进无差拍电流预测控制方法EI北大核心CSCD

脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器的无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定电流信号,但由于电感参数与控制延时的影响,会导致交流电流畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,该文提出一种改进无差拍电流预测算法,推导了单相PWM整流器改进算法的离散传递函数,分析电感参数和采样时间对控制系统稳定性能和动态性能的影响。将改进的无差拍电流控制方法应用于双闭环系统中,能够有效减小电网电流的3次谐波及总谐波失真(total harmonic distortion,THD),消除了电流畸变。整个系统在直流母线电压外环的控制下,实现了直流母线电压的精确控制。仿真结果和实验结果都证明了改进电流控制方法理论分析的正确性和可行性。     

模糊控制在三相PWM整流器无差拍控制中的应用

无差拍电流控制为了补偿控制延时,需要对参考电流进行超前预测,由于参考变化的不确定性,单一的预测算法在不同参考变化情况下可能产生较大的电流超调或者相位滞后。本文通过对三种常用预测算法进行比较分析,得出预测参数与电流超调和相位滞后之间的关系,以此提出一种基于模糊控制的预测算法。该算法针对不同的参考电流变化选择合适的预测参数,折衷考虑电流超调和相位滞后的影响,限制电流超调最大值,优化相位滞后。最后,结合TMS320F2812 数字信号处理器(digital signal processor,DSP)控制平台在三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器上进行实验,验证了理论分析的正确性。     

一种无差拍直接转矩控制方法

针对现有的感应电动机无差拍直接转矩控制方法计算比较复杂,且计算得到的两个控制电压与控制对象磁链和转矩不是一一对应的问题,提出了一种在定子磁场定向的同步旋转坐标系下进行无差拍直接转矩控制计算方法.由d轴磁链方程推导出磁链无差拍控制电压的计算式;利用和定子磁链相垂直的q轴电流方程,推导出转矩控制电压计算式.计算出的电压矢量由空间电压矢量脉宽调制方法实现.这种方法计算简单,不需要解二次方程,分离的磁链和转矩控制计算有利于控制安排.对采用这种方法的直接转矩控制系统进行仿真表明,系统转矩控制和磁链控制响应快,对参数的变化不敏感.     

不同性质负载下无差拍控制PWM逆变器的研究

通过对不同性质负载下的无差拍控制逆变器进行计算机模拟研究，表明无差拍控制是一种性能优良的ＰＷＭ方法，而且只有根据负载的性质来确定控制方程及其系数，这种优良性能才能得以充分发挥。     

三相升-降压PWM整流器Fuzzy-PI控制算法

针对直流电机控制等应用领域对大范围连续平滑可调直流电压的需求,分析了现有升-降压整流系统的不足,基于三相电压型升-降压PWM整流器的工作原理,按照有效降低开关损耗、控制简单、易于工程实现等原则,用拓展零矢量对传统SVPWM控制策略进行改进,建立了相应的数学模型,进行了相应的数学分析,设计了自适应模糊控制和PI控制相结合的双模控制方案,并通过Matlab7.11环境下的离散化模型仿真,将新控制算法与已有控制算法比较,证明了新控制算法的良好效果。     

电流型脉冲整流器的空间矢量调制方法的研究

介绍了一种利用电压型SVPWM来产生电流型SVPWM的调制方法。该方法算法简单,有效避免了传统的电流型SVPWM波形发生技术所带来的中断嵌套等问题,避免了出现波形畸变。实验结果表明,所采用的电流型空间矢量调制方法实现简单,运行可靠。     

PWM整流器在电力测功机中的应用研究

讨论了同步PI控制的脉冲整流器在电力测功器中的实际应用,基于数字信号处理器TMS320F2407设计了控制电路。实验结果表明,这种同步PI控制脉冲整流器具有良好的动态响应能力,馈网电流接近正弦,功率因数近似为-1.0,且谐波符合IEEE-519标准规定。     

两种PWM整流器直接功率控制策略性能对比

介绍了基于定频SVPWM和不定频滞环SVPWM的三相电压型PWM整流器虚拟磁链直接功率控制策略的原理。在此基础上,从开关频率、谐波含量以及控制性能等几方面对上述两种控制策略进行了对比。结果表明,基于不定频调制方式的控制策略算法相对简单,但由于其开关频率不固定,给输入电感的设计带来了困难;在平均开关频率相同的前提下,基于定频SVPWM的直接功率控制策略有着更优良的控制性能。     

基于Matlab的PWM整流器程序代码生成方法

根据三相电压型整流器(VSR)空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,在Matlab/Simulink中建立算法模型,并用Matlab直接生成数字信号处理器(DSP)工程代码,通过对代码进行优化处理,经调试编译生成DSP可执行文件。最后,通过对比仿真和实验结果,验证了直接生成代码的正确性。这种DSP代码直接生成方法缩短了产品开发周期,使研究人员更加专注于控制算法的革新。     

单相全桥PWM整流器的直接电流控制技术研究

分析了采用IGBT全控型开关管的单相全桥整流电路及其相应的数学模型,根据稳态矢量关系,指出要实现整流器的单位功率因数控制,关键在于控制网侧电流。给出了PI调节器的控制结构框图,分别对电压外环和电流内环的PI调节器参数进行了设计,并采用Matlab/Simulink对整个控制系统进行建模和仿真验证。最后制作了3 kW的小样机进行实验,实验结果表明双闭环PI调节器能很好地满足整流器控制系统的稳定性和动态性要求。     

抑制网侧电流振荡的新型电流型PWM整流器

研究了基于有功功率和无功功率解耦控制策略的三相电流型PWM整流器。从理论上分析了整流器网侧电流振荡的原因,并介绍了通过反馈网侧电感电压实现抑制网侧电流振荡的方法。仿真和实验结果均表明,该方法能有效抑制网侧电流振荡。整个系统具有良好的动、静态特性,交流侧电流波形接近正弦,功率因数接近1。     

三相电流型PWM整流器的功率因数控制方法

由于三相电流型PWM整流器需要在交流侧加入LC滤波电路,如果不加入任何功率因数控制,电源电流将超前电源电压。为了有效地控制系统的功率因数,本文提出了一种简单可靠的功率因数控制方法。该方法只需检测网侧电源电压和电源电流,不需要其他任何系统参数,因此具有很高的可靠性。不同于以往的基于静止三相abc坐标系的控制方法,本文将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系上,这使得整个控制系统的实现更加简单。本文提出的功率因数控制算法能够自动调节系统,使其运行在可以达到的最大功率因数运行点。对比分析了采用和未采用功率因数控制时在不同直流侧电流下系统的功率因数特性,证明了该控制能有效提高系统的单位功率因数运行范围。通过仿真并进一步在一台5kVA样机上进行的试验,证明了该方法的有效性和可行性。