一种滞环电流控制PWM整流器的设计研究

鉴于常见滞环电流控制时滞环宽度固定而开关频率变化带来的不足,提出一种固定开关频率的自适应变环宽的滞环电流控制技术的策略;详细推导了三相PWM控制的VSR系统主电路拓扑的数学模型以及滞环宽度控制原理方程,得到开关频率与滞环宽度的关系;为了使开关频率固定,设计了VSR的双闭环控制系统;最后,在Matlab/Simulink环境下建模仿真,仿真结果显示:该整流器网测电流实现正弦化,直流侧输出电压响应快、超调小且波形平稳,输入相电压和相电流的谐波含量和总谐波失真度均较小,满足国标要求。     

有源电力滤波器的自适应滞环电流跟踪策略

针对有源电力滤波器(APF)传统滞环电流跟踪方式逆变器的开关频率高且频率范围大的问题,提出了一种可变环宽的滞环电流跟踪控制策略.该策略根据系统开关频率、直流侧电压、主电路电感等参数动态的调节滞环比较器的环宽,不仅能够有效的降低开关频率和频率变化范围,而且在跟踪精度和动态性能上也比传统滞环比较法优越.通过MATLAB仿真表明,该策略的电流跟踪精度满足有源电力滤波器的要求.     

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.     

基于数字化滞环电流跟踪比较控制的并联有源滤波器研究

针对目前电力系统谐波检测中电流跟踪控制的缺点与不足,采用了预测跟踪电流控制方法,该方法将传统滞环跟踪比较器数字化,并加以改进成为定频数字化滞环电流跟踪比较器,从而克服了传统滞环控制因环宽固定而使受控开关器件的开关频率不固定,导致逆变器开关动作随机性过大,不利于逆变器保护的缺点。     

滞环SVPWM整流器的Simulink仿真

针对目前电流滞环控制存在的缺点,提出了一种基于不定频滞环的空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流控制方法,这类控制方案将滞环控制与SVPWM控制有机地结合起来,在取得快速电流响应的同时,降低了开关频率,提高了系统运行效率.本文介绍了基于不定频滞环的SVPWM电流控制原理,并用Simulink模块库建立了仿真模型,仿真结果表明了该控制策略的可行性.     

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.     

双馈风力发电机组动态性能改善的控制策略

针对传统PI电流调节器瞬态响应速度慢和控制带宽窄的问题,提出基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器.分析了基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器的工作原理,导出了双滞环电流矢量控制的开关表.在Matlab/Simu1ink平台中构建了所提出的基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器的仿真模型,仿真结果表明所提出的基于双滞环电流矢量控制技术的电流调节器具有快速的动态响应速度,其动态性能优于传统的PI电流调节器,可满足双馈风力发电机组对有功和无功功率快速调节的要求.     

基于矢量控制和智能控制的交流伺服控制系统

根据交流伺服电机数学模型和矢量控制理论以及模糊控制理论,实现了以ＤＳＰ为控制器,淡主回路,以模糊控制器为速度环,以矢量控制滞环比较器为电流环的交流伺服系统。     

新型三态滞环电流自适应控制策略

在分析与比较传统两态滞环电流控制和三态滞环电流控制的基础上，利用三态滞环电流自适应跟踪控制方法导出了一种新型环宽计算公式；利用Matlab／simulink工具建立了逆变控制系统仿真模型，使用该模型对并网系统电流控制进行了实验仿真．结果证明，该控制方法稳态性能好，实际电流波形理想，电流误差小．     

PWM与谐振型开关变流器的设计及实验

对(桥式)零电流开关准谐根变流器电路加以改进，通过引入辅助开关，使准谐振变流器工作在恒频PWM方式下；同时，分析及研究桥式并联谐振开关变流器存在的几个不足之处；针对这些问题，对原有电路拓朴结构提出一系列改进措施以及引入多谐振技术；新一类变流器包括几种不同的电路结构，其开关场效应管实现了在零电流条件下导通及关断，变流器的控制方式实现恒频PWM控制方式，该文通过电路分析、计算机仿真以及桥式变流器的电路实验，证实了改进后变流器所具有的优点。     

低开关损耗有源电力滤波器的滞环电流控制

提出了一种调节滞环宽度、减少有源电力滤波器(APF)的开关损耗的方法.通过比较有源电力滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而在保持总的控制精度的同时,降低总的开关损耗.该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源电力滤波器的开关损耗.用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,该方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,将有源电力滤波器的开关损耗降低10%以上,而且各相开关的温升也更加平稳.     

全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效的降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率。在以金属氧化物半导体场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗。但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战。本文采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法。实验结果表明,在100kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义。     

一种低损耗的有源滤波器滞环电流控制方法

有源滤波器(Active Power Filter,APF)的开关损耗较大,是影响其性价比的重要因素之一。本提出了一种新方法,该方法通过比较有源滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而保持总的控制精度。该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源滤波器的开关损耗。用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,本方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,明显降低有源滤波器的开关损耗,而且各相开关的温升也更加平稳。     

设置扇形边界死区的电压型PWM整流器直接功率控制

利用电压型PWM整流器的数学模型分析了PWM整流器直接功率控制(DPC)的原理,讨论了功率滞环比较器环宽对PWM整流器的影响.为了降低开关频率和减少开关损失,增加功率滞环比较器环宽则引起瞬时有功功率和直流电压波动现象;提出了设置扇形边界死区的控制策略,减少扇形边界误选开关量现象,使瞬时有功功率和直流电压波形趋于平稳.通过Simulink环境下仿真模型的仿真,证明了该策略的可行性.     

有源电力滤波器滞环电流的模糊控制策略

针对有源电力滤波器(APF)固定环宽滞环电流控制补偿范围有限的问题,提出一种基于模糊控制的可变环宽滞环电流控制策略.通过对APF的建模和对滞环电流控制原理的分析可知谐波电流补偿能力与滞环环宽密切相关.以指令电流与实际电流的偏差及其变化率为输入变量建立模糊控制规则,实现滞环环宽随补偿要求进行调节.PSIM仿真结果表明:所提方法可以改善APF对谐波电流的跟踪性能,尤其是在过零点和顶点时性能改善较为明显.实验样机的实验数据证明,该方法可以加强APF谐波治理效果,有较好的实用性.     

一种新型单级隔离式全桥软开关boost变换器

提出了一种新型隔离式软开关全桥boost变换器,软开关电路能有效地对桥臂上的电压尖峰进行箝位,并将漏感能量传递到负载端,可以实现所有开关管的零电压关断以及辅助开关管的零电流开通,提高了效率,最后给出了仿真结果.     

基于中点电流的ANPC逆变器故障诊断策略与容错控制

有源中点箝位型(ANPC)逆变器具有输出波形畸变率低、传输效率高等优点,获得了广泛的应用,但大量的开关器件降低了逆变器的可靠性.分析了三电平ANPC逆变器在不同开关器件开路故障下的电流路径,得到不同故障下输出电平及输出电压空间矢量的变化情况.结合各矢量作用下中点电流与输出电流的关系,提出了一种基于中点电流的故障诊断方法.根据ANPC逆变器电路特点,对其桥臂器件和箝位器件提出了不同的容错模式,并提出了一种具有不降额容错能力的容错电路结构.通过搭建仿真模型及实验平台对提出的故障诊断方法及容错策略进行验证,仿真和实验结果验证了该故障诊断方法及容错策略的有效性.