四象限AC-DC矩阵变换器的建模与仿真

对采用高频隔离结构的AC—DC矩阵变换器进行分析，通过空间矢量调制技术合成交-交及交-直变换开关函数，在此基础上，借助Madab软件搭建控制系统模型．仿真结果体现出良好的系统输入输出性能，并实现了拖动阻感负载的四象限输出，为AC—DC矩阵变换器在直流可逆调速系统的进一步研究提供基础．     

单相PWM整流器主电路参数选择探讨

分析并给出了单相PWM整流器交、直流侧滤波参数的选择方法 ,并对功率因数为 1和功率因数不为 1且直流侧电压低于交流侧网压峰值的两种工况进行了仿真 .仿真结果表明参数选择是正确的 ,并且当直流输出电压低于网压峰值时 ,交流电流仍可控 .     

四象限斩波控制直流调速系统的技术研究

直流电动机具有调速范围广以及调速精度高的特点,因此在要求调速和制动性能高的工业领域有非常广泛的应用.本文首先介绍了直流电机的数学模型,给出其调速的三种方法,最后选择改变电枢电压作为其调速的方法.然后详细分析了四象限斩波控制直流调速的工作原理,并且在Matlab/Simulink中建立了四象限斩波控制直流调速模型,并给出了其仿真结果.仿真结果与理论分析完全一致,验证了四象限斩波控制直流调速系统理论分析和建模仿真的正确性.最后通过与其它两种斩波直流调速系统仿真结果比较,显示了四象限斩波控制直流调速系统的优越性.     

用于实现互联系统仿真的电源模块大信号模型

提出一种新的针对双环控制结构电源模块(含连续导通模式功率因数校正器模块和电流模式控制DC-DC模块)的大信号建模方法,目的在于克服互联系统单纯采用开关模型实现仿真时遇到的困难.该方法利用双环控制系统中内环响应速度快、外环控制器所给出的指令信号变化缓慢这一特点,将内环闭环传输特性用比例环节等效实现;利用平均意义下的瞬时功率平衡关系,用模拟主电路功率流动规律的代数运算单元替代含有复杂开关过程的主电路.以上方法简化了控制电路,避开了耗时的开关过程,最终使双环控制的开关系统转化成为单环控制的以连续平均量为变量的非线性系统.仿真结果表明,在保证准确反映电源模块端口特性的同时,采用本文模型仿真.较之采用开关模型,仿真速度显著加快.     

晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频控制策略

现有三相交直交变频电路中大多使用IGBT作为电力电子器件,为了进一步降低低压大容量变频器设备成本,减少IGBT的使用,提出了一种晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频电路结构及四开关八电压矢量直接转矩控制策略.首先分析了利用IGBT辅助晶闸管关断的三相电机两相变频电路结构,并分析了不同开关状态下的瞬时电路工作原理,给出三相四开关拓扑下的八电压矢量生成方法;其次提出四开关八矢量异步电机直接转矩控制策略,并给出扇区划分、电压矢量选择和电压矢量伏秒生成原理;最后通过仿真实验验证所提策略的正确性和可行性.仿真结果验证了上述电路结构和控制方法的有效性.     

电网功率因数有源补偿器的研究

介绍一种采用强迫换向交、直流变换器作为对电网基波无功功率进行补偿，提高功率因数的方法．设计了一种新型的四象限变流器，利用闭环微机控制系统，能够对基波无功功率进行补偿．交流电网的电流波形得到改善．     

开关磁阻电机的回馈制动的研究

本文以一个3kW开关磁阻电机为研究对象,对其第四象限的回馈制动运行进行了研究,分析了三种开关磁阻电机回馈制动运行时的控制方法,设计了基于DSP56F803的开关磁阻电机回馈制动控制系统。实验结果表明,中小功率开关磁阻电机具有较好的制动效果,可以比较方便的实现四象限运行。     

无损多功能转换器

阐述了由无损耗电阻构成的无损多功能转化器的工作原理,分析了无损多功能转换器,直-直、电压-电流转换、直-交、交-直波形转换原理,给出了表示转换过程中开关工作状态的开关矩阵,推导了在相同输入下通过控制开关通断时间得到不同输出波形的公式·由于无损多功能转换器主要由储能元件和开关阵列组成,其损耗极小·通过给出的无损多功能转换器的模拟实验结果,证实了其波形转换功能,说明了将其用于电力及自动控制系统中的可行性     

混合磁悬浮系统斩波器主电路研究

结合混合磁悬浮的悬浮原理,设计了适用于混合磁悬浮系统的四象限斩波器。同时通过仿真,得到了相应的曲线,证明了所设计的四象限斩波器符合设计要求。     

现代变频技术的应用和电力电子装置带来的危害及对策

介绍变频技术的发展过程:VVVF、矢量控制、直接转矩控制和矩阵式交—交变频。变频技术的发展促进了家用电器的变频化,变频家用电器具有高速高出力、控制性能好、小型轻量大容量化、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音化、省电等优点。变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。抑制谐波可采用补偿装置和单位功率因数变流器;抑制电磁干扰可采用软开关技术;提高电源系统功率因数可采用同步调相机、带饱和电杭器的静止无功补偿装置或静止无功发生器。     

基于有限元分析的永磁同步电机实时模拟器研究

针对三相永磁同步电机,设计了一种功率硬件在环的实时电机模拟器结构.提出了一种基于三相定子坐标系的永磁同步电机电流-磁链有限元反查表模型,建立了接口电路的数学模型,基于此提出了电压前馈电流反馈控制的接口算法,并针对电流反馈环节提出了一种模糊PI控制算法.通过Matlab/Simulink及其与JMAG-RT的联合仿真实验测试方法对接口控制算法和电机模拟器进行了测试与对比分析.仿真结果表明:在额定工况下,所提出的接口控制算法对期望相电流值的跟踪误差小于2%,所提出的电机模拟器对电机相电流及转速特性的模拟误差均小于3%,验证了其有效性.      

基于PWM控制的发电机励磁系统

为提高发电机和电力系统的技术指标，将PWM整流技术应用于同步发电机励磁系统，实现了励磁电流低谐玻和励磁功率单元高功率因数转换，提高了发电机供电质量，利用MATLAB平台对系统进行仿真验证。通过与传统可控硅励磁系统对比，采用IGBT实现的PWM励磁系统性能明显提高．结果表明，本设计改善了发电机机端电压波形，功率因数超过0．99，提高了励磁功率单元利用率，减小了励磁电流超调量，同时对抑制输入电流谐波起到良好的作用。     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

电压型PWM整流器直接功率控制研究

介绍了三相电压型 PWM 整流器直接功率控制(DPC)系统的组成与原理,分析了开关表的形成机理。通过建立基于MATLAB/Simulink 环境下的仿真模型,对系统进行了仿真研究,结果表明 DPC 系统具有良好的动态性能。DPC 系统与现行的电流控制策略相比,无需复杂算法和 PWM 调制模块,可实现高功率因数、低谐波干扰;因此,DPC 系统值得进一步开发和研究。     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

基于电流观测器的链式STATCOM反步控制方法

针对电网中链式静态同步补偿器(STATCOM)系统的非线性特性和不确定性,提出了一种基于高增益自适应观测器的链式STATCOM反步控制方法.针对STATCOM的输出电流值的估计,设计了一种基于神经网络高增益观测器,通过引入径向基函数(RBF)神经网络,对模型参数变化进行估计,通过反馈设计,对系统进行线性化处理,利用反步法实现电压控制器设计.结合李雅普诺夫的渐近稳定性理论,获得链式STATCOM输出无功电流的控制.仿真和实验结果进一步验证了控制方法的正确性和有效性.     

VSC-HVDC双积分滑模解耦控制器设计

针对传统的双闭环矢量电流控制(VCC)动态响应与解耦性能不佳、电流谐波畸变率高等不足,首先建立了VSC-HVDC系统在同步旋转坐标系中的暂态数学模型.然后结合直接功率控制(DPC)和积分滑模控制(ISMC)的特点,提出了双积分滑模直接功率控制(DISM-DPC)策略,设计以瞬时功率偏差为系统状态的双积分滑模面并推导了相应的解耦控制律.最后在PSCAD/EMTDC中建立系统的仿真模型.结果表明:此方法不仅实现了功率解耦,而且算法高效简捷,提高了系统的动静态品质和鲁棒性,并有效抑制了滑模控制因开关切换动作而产生的抖振现象.     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

同步电动机定子电量法最佳顺极性投励方式

为解决目前同步电动机异步起动投励牵入同步存在的问题,提高投励的可靠性并改善起动性能,在仿真实验确定的最佳顺极性投励时刻的基础上,提出了无转子位置传感器的"定子电量法"最佳顺极性投励实现方法.通过检测同步电动机定子电流,软件分析由于转子磁阻引起的定子电流峰值的变化来确定转子磁极与气隙磁场的相对位置,捕捉投励时刻实现最佳顺极性投励.实验证明使用该方法实现顺极性投励具有可靠性好、牵入同步时间短、对电网冲击小、在低电压和重载条件下牵入同步容易的优点,结果表明该方法是正确有效的.     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。