一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用.提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用2个高频开关,即可取得较好的输出波形.为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率.DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用.推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性.     

DSP实现无输出电压采样的功率因数校正

提出一种无输出电压采样的功率因数校正(PFC)控制策略,它既不需要采样电感电流,也无需采样直流输出电压,输出电压由电压控制增益K直接控制,电路成本得到降低.由于该控制策略算法比较简单,故计算量大大减少,数字信号处理(DSP)速度与开关频率之间的矛盾得到缓解,可以提高PFC电路的工作频率.通过制作实验室模型,编写了DSP程序,利用TMS320LF2407A定点DSP, 实现了开关频率为100 kHz的单相PFC电路的数字控制,获得满意的效果.     

基于STM32的SPWM三相逆变系统设计

基于正弦脉宽调制技术具有直流电压利用率高、输出电流谐波含量少等优点,研究设计了一种全数字SPWM三相逆变器系统。该系统具有高效可靠的功率管驱动电路、高精度的电气量采集电路及高开关频率的三相逆变器主电路,由STM32作为控制系统主控芯片,逆变器控制算法采用双闭环SPWM控制,设计了一个小功率三相逆变系统,并通过实验进行了验证。实验结果表明,该系统三相输出波形畸变率小于0.5%,动态性能好,能实现高精度的恒压输出控制。     

基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制

提出一种基于规则采样的空间电压矢量PWM随机控制方法 ,可运用于三相电压型逆变器的控制 .介绍了在低开关损耗模式下的一种快速SVPWM算法 ,通过DSP数字信号处理器随机改变每个开关周期中零电压矢量的位置 ,实现 2种低开关损耗模式之间的随机转换 ,使逆变器输出谐波均匀分布 .     

基于Sugeno-Mamdani模糊模型的电流跟踪型光伏并网逆变器

针对并网光伏逆变器对于输入量变化大、控制算法复杂,开关频率大而导致逆变器发热的问题,提出一种分段控制策略.利用模糊控制算法对输入变化不敏感的特点,设计一种输出PWM控制信号变化较小的逆变器,从而减小开关器件的负荷达到提高逆变效率的目的.设计采用分段控制当输出误差很大的时候使用sugeno模型,当输出误差较小时使用mamdani模型,该文中以单相全桥逆变电路为例,给出详细的仿真分析,仿真结果表明,设计的逆变器与传统控制方法相比,具有稳定性好、抗扰动型强、开关频率低等优势,输出电流的总谐波失真(THD)为1.73%,能够与并网电压达到同频,输出功率因素非常接近1,达到了系统并网发电要求.     

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。     

LCL型并网逆变器的自适应 开关频率控制

针对光伏系统工作在低功率状态下LCL滤波器的滤波效果变差的问题,提出一种根据逆变器瞬时输出功率改变开关频率的控制策略.首先,分析LCL滤波器各参数的设计方法,采用单级光伏并网逆变结构,在基于电网电压定向的矢量控制(VOC)的基础上建立频率控制环,以确定当前功率状态下开关管的最佳开关频率.其次,分析频率环中功率鉴定器、频率鉴定器和频率滞环比较器的设计方法.最后,通过实验对比传统固定开关频率控制和自适应开关频率控制的并网电流波形.实验结果表明:该自适应开关频率控制方法能降低并网电流畸变率,有效改善并网电能质量,控制策略具有可行性和有效性.     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

基于移相全桥ZVS软开关的大功率变换器设计

针对开关电源并联技术体积大、可靠性低及控制复杂等缺点,运用移相全桥软开关技术设计了一种大功率高频稳压电源,利用谐振技术实现了零电压高效转换。在Buck电路平均模型等效电路基础上,推导了移向全桥电路小信号模型,并设计了内环电流环控制和外环电压环控制的双闭环变换器控制系统,完成了仿真分析。最后,试制了一台输出48 V/50 A的样机,最高效率达95.2%,实验波形验证了控制方案的有效性和可行性。     

基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM高性能闭环控制

在低开关频率下采用优化脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM) 可获得较小的谐波畸变, 但将其直接应用于高性能闭环控制系统时会引起PWM 波形紊乱和系统过流. 给出了一组离线求解得到的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic eliminated pulse width modulation, SHEPWM) 开关角, 分析了将优化PWM 应用于高性能闭环控制系统会造成系统过流的原因. 深入研究了基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM 闭环控制方案, 给出了一种结合SHEPWM 特点的脉冲实时修正策略, 实现了采用优化PWM 的磁链轨迹跟踪高性能控制. 通过三电平逆变器异步电机驱动系统的仿真实验验证了该策略的有效性. 结果表明,驱动系统在200∽300 Hz的低开关频率下获得了较小的电流谐波畸变, 同时具有快速动态响应能力.