基于VME总线的三相无环流AC/AC变频控制系统

介绍了三相无环流AC/AC变频控制系统的控制原理及其基于VME总线的控制系统硬件和软件设计,并给出硬件实验平台的调试结果.三相AC/AC变频器能输出频率为0～15 Hz电流和电压波形,电流无环流死区时间小于2ms,实验结果表明所研制的基于VME总线的三相AC/AC变频控制系统具有较高控制精度和实时性.     

基于Buck-Boost的AC/AC变换器设计

利用Buck-Boost电路输出电压理论上可以在零到无穷大之间变化的特点,将Buck- Boost斩波电路应用于交流电压变换,提出了一种变比可以连续变化的固态变压器.与传统的自耦调压器相比,基于Buck-Boost变换器的固态变压器具有输出电压范围宽、体积小的特点,并且由于采用了电压反馈控制,使得其输出电压不受负载变化的影响,外特性较硬.针对四象限开关存在的换流问题,提出了该变换器的换流策略,在理论分析的基础上,设计制作了一台AC/AC调压器,实验结果验证了该变换器的可行性.     

基于脉冲阻塞原理的三相AC/AC系统等脉宽斩波控制

针对传统的三相AC/AC变频电路特点,提出了一种新的电路拓扑,仅用6个功率器件即可实现三相AC/AC变频功能.提出基于脉冲阻塞原理的等脉宽斩波控制策略,取代传统的移相控制策略施加于该电路拓扑,实现了三相输出电压幅值、频率分别可调或同时可调.对等脉宽斩波控制策略进行了详细的理论分析.根据期望输出电压的不同频率和幅值.利用...     

基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器研究

应用电压源逆变方案的传统动态电压恢复器,需要使用大容量电解电容进行储能,体积与重量大,成本高。为了避免使用直流储能环节,提出一种基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器,其变压器一次侧通过固态继电器投切组与AC/AC变换器输出端相连,其二次侧与负载串联。当电网电压发生波动时,由AC/AC变换器产生补偿电压,通过切换固态继电器组改变隔离变压器输出极性,保持负载电压稳定。该方案不需使用大容量电解电容等储能元件,易于维护,换流过程简单,动态响应速度快,能够有效补偿电网电压波动。在理论分析基础上,设计了基于瞬时电压的复合控制策略,实验结果验证了所提方案的有效性。     

适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构

针对电网中不确定性事件所带来的电压幅值波动问题,提出了一种适用于电压幅值双极性调控的直接式AC/AC变换器拓扑结构。该拓扑是由2个无差分脉冲宽度调制(PWM)型交流斩波桥臂构成的H桥结构,具有输入/输出"共地"、双自由度、双极性调控与无换流问题等特点。详细分析了变换器的拓扑构成、PWM原理,通过正/反极性场景的分析揭示了其工作模式;在参数设计的基础上,研制了变换器原理样机并搭建了动态电压恢复器系统。不同工况下的实验结果表明,所提出的直接式AC/AC变换器能够有效抑制电压幅值波动。     

移相控制ZVS高频环节AC/AC变换器原理研究

高频隔离式直接AC/AC变换器具有双向功率流、网侧谐波电流小、单级功率变换、电路结构简单等优点。这里将移相控制双向DC/DC变换器的概念推广到AC/AC变换领域,提出移相控制零电压开关(ZVS)AC/AC变换器电路结构及拓扑族,分析了其工作原理,该类变换器具有容易实现开关管ZVS、动态响应快等优点,同时由于该变换器无输出滤波电感,因此不存在换流时引起的有源电压尖峰。仿真结果表明移相控制ZVS AC/AC变换器能有效抵制输入电网电压的畸交及扰动,得到稳定的输出电压以满足负载要求。     

无直流储能直接AC/AC动态电压恢复器及其预测控制

基于电压源型逆变器的传统动态电压恢复器,需使用大容量电解电容进行直流储能,体积重量大,成本高。为此,提出一种基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器,该方案不需使用直流储能元件,易于维护,换流过程简单,动态响应速度快,能够有效补偿电网电压波动。针对所提出的动态电压恢复器,设计与之相适应的工作模式、非互补控制换流过程,并使用离散全维状态观测器设计预测控制策略。与现有的瞬时电压控制策略相比,由于控制信号已在前一周期经状态预测并执行控制算法后得到,当前周期可直接更新控制信号,省去了算法执行时间,提高电压恢复能力。设计实验样机,实验结果验证了所提方案的有效性。     

基于TMS320F28335的双向AC/DC变换器

研究了一种高功率因数双向AC/DC变换器,实现分布式直流供电系统与电网的连接.给出了变换器的控制策略,设计了以浮点型DSP TMS320F28335为数字控制核心的5 kW样机,并进行了实验研究.实验结果表明,所设计的双向AC/DC变换器能实现能量的双向流动和直流母线电压的稳定,以及网侧电流高正弦度及单位功率因数,可用于提高可再生能源发电系统的能源利用效率和供电电能质量.     

基于DSP的单相无环流交交变频控制系统研制

介绍了单相无环流交交变频控制系统设计的控制原理及DSP控制系统硬、软件的具体设计,在搭建的主回路平台上,并给出了整体调试结果.在DSP控制系统的驱动控制下,单相交交变频器能输出频率为0～20Hz电流和电压波形,电流无环流死区时间为0.8ms.调试结果显示,所研制的DSP单相交交变频数字控制系统具有较高的控制精度和实时性,为下阶段研究三相控制系统打了下很好的基础.     

基于DSP 56F801的正弦波输出DC／AC电源

介绍了一个用于UPS和可再生能源的小功率DC/AC电源的设计。该电源由高频DC/DC环节和SPWM DC/AC环节组成。由UC3846控制的DC/DC环节采用具有变压器的推挽电路.实现低压直流到高压直流的变换并克服变压器的偏磁。基于MOTOROLA的DSP芯片56F801实现DC/AC环节的SPWM信号发生、输出交流电压调节和整个电源的监测和保护。该电源具有体积小,逆变效率高,波形质量好的优点。     

基于模糊控制的全数字晶闸管交流调压技术

全数字晶闸管交流调压技术是一种性能可靠的交流调压技术,在国民经济许多领域得到了广泛应用.根据实际需要,设计了模糊PID控制器,并用于系统的电压负反馈环节,研制出基于DSP ic30f6014a的晶闸管交流调压装置样机,并通过实验验证了基于数字模糊PID控制的全数字晶闸管交流调压技术的可靠性和稳定性.     

基于自耦调压器的电压暂降发生器研究

为检验用户电力设备的性能,或者测试电气设备在受到电压暂降干扰时的工作情况,需要一种电压暂降发生器来模拟电网产生电压暂降.在此提出了了一种由自耦调压器和全控型交流电子开关构成的电压暂降发生器解决方案.该方案用DSP作控制器,采用四步换流策略实现对全控型交流电子开关的换流控制,并为全控型交流电子开关设计了新型的驱动与保护电...     

交流电机离散时间电流调节器的设计

分析了运行在较高基频与采样频率的比值下异步电机的离散时间电流调节器的特点,该情况普遍应用在高速列车驱动和大型牵引驱动上.若电流调节器的设计不能很好地满足控制系统离散特性,在较高的基频与采样频率比值下,系统会发生严重的振荡或者不稳定响应.通过一个含SVPWM延迟的离散时域交流电机模型,设计离散时域复矢量电流调节器.仿真和...     

基于DSP的永磁交流伺服控制系统研究

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)交流伺服系统在工业领域得到了广泛的应用,本文在分析永磁交流伺服系统控制原理的基础上,讨论了基于数字信号处理器TMS320F2812的三相永磁同步电机交流伺服系统,并详细论述了该系统的硬件电路结构和软件设计.实验结果表明,基于TMS320F2812的三相永磁同步电机交流伺服系统硬件和软件设计合理,系统响应迅速,具有优良的动、静态特性.     

Proposal of current control method of high‐speed AC motor system

In this paper, a current control method for a high‐speed AC motor system is proposed. In high‐speed driving operation, the current controller tends to lose stability because of the dead time caused by computational delay and electromagnetic coupling included in the AC motor model. The main purpose of the proposed method is reduction of the dead time on the current controller. The proposed method is based on model predictive control and optimization of the start timing. The effectiveness of the proposed method is confirmed by simulation results. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(1): 37–45, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21083     

交流混合磁轴承建模与控制系统

阐述交流二自由度混合磁轴承(AC 2 degrees of freedom hybrid magnetic bearings,AC-2DOF-HMB)的结构和工作原理,采用等效磁路法建立了交流磁轴承径向悬浮力数学模型。在此基础上,设计交流磁轴承的控制系统,以TMS320F2812为控制系统的CPU研制了硬件,采用参数自整定模糊PID控制规律设计磁轴承控制器,基于C2000环境,用C语言和汇编语言结合开发了相关控制软件程序,并进行实验调试,实现交流混合磁轴承稳定悬浮。研究表明：所设计的交流混合磁轴承数字控制系统不仅能满足磁轴承的性能要求,而且便于参数调试,易于实现各种先进的控制策略。     

升降式交流斩波器

介绍了一种新颖的Buck-Boost型交流斩波器.该交流斩波器将Buck-Boost型DC/DC变换器的开关管双向化,可实现单级降压或升压的AC/AC直接变换和能量双向流动.该变换器使用较少的功率器件实现了单级功率变换和能量双向流动,有利于提高变换器的功率密度和变换效率.详细研究了其工作模态和原理.分析了该变换器的两种PWM调制策略,并指出采用第2种调制策略可降低开关损耗.采用滞环电流控制的Buck/Boost型交流斩波器可对输入电压畸变进行有效抑制,保持了输出电压波形的高度正弦化.仿真和实验验证了分析的正确性.     

基于模糊神经网络算法的交流伺服系统DSP控制

将神经网络与模糊逻辑控制结合起来,设计模糊神经网络控制器应用于交流伺服系统中的转速调节器,克服交流调速系统中参数漂移、非线性和耦合等因素的影响.针对模糊神经网络控制器运算量大、收敛慢的特点,硬件采用数字信号处理器(DSP)作为控制器运算单元,并在DSP上实现模糊神经控制算法,提高了系统实时性.实验结果表明,采用该控制器的调速系统具有较快的响应速度、较高的稳态精度和较强的鲁棒性.     

柔性交流输电系统交直流潮流可靠性评估模型

根据串联补偿器(TCSC)、晶闸管控制移相器(TCPST)和统一潮流控制器(UPFC)的工作原理,从交流和直流潮流的视角建立了潮流计算和最优负荷削减模型,采用状态枚举法在RBTS可靠性测试系统中进行分析和验证,结果表明采用交流潮流模型能更准确评估FACTS元件对系统可靠性的影响;而直流潮流模型计算耗时较少,且当节点电压约束不是刚性约束时,所得结果与交流潮流模型结果相近.     

基于双PWM变换器的交流电子负载研究

为节省能源和简化电源设备测试的投入,研究了一种结构简单、可测试交流电能装置各种电特性并将试验电能回馈至电网的交流电子负载。根据其主电路的两级AC/DC/AC变换结构,分析了起传递能量桥梁作用的直流母线电容工作和谐波产生机理,提出了将两级PWM变换器分开控制的方案即前级变换器采用固定开关频率的单P环直接电流控制,后级变换器采用三角波调制的经典电压外环和电流内环的双闭环结构。基于32位定点TMS320F2812DSP控制器设计控制系统,实现了上述设计方案并应用于小功率交流电子负载实验样机。实验论证表明,该方案控制简单易行,可以实现对单相测试电源的阻抗特性精确模拟,同时完成功率因数接近于1的有源逆变,将测试电源电能回馈电网。