矩阵式变换器在非正常工况下的补偿控制

为了保证矩阵式变换器在电网电压非正常工况下安全稳定运行,提出一种基于间接空间矢量调制的前馈补偿控制策略。通过检测电网电压,计算出虚拟直流电压,并根据其变化实时地调节空间矢量调制系数。在样机上进行了实验验证。相比于无补偿的情况,采用前馈补偿策略后矩阵式变换器在电压不平衡时其输出电流的谐波含量减少超过45%,而在电压跌落时输出电流仍能维持正常运行时的幅值。结果表明:本方法有效地改善了矩阵式变换器在电网电压非正常工况下的输出性能,并减小了非正常工况对负载设备的不利影响。     

改善直接转矩控制性能的SVPWM方法

针对异步电动机直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动、器件开关频率不定等缺点,提出一种直接转矩空间矢量脉宽调制(SVPWM)预测控制方法。根据转矩和定子磁链的误差,通过驱使误差为零的原则确定参考电压矢量,然后利用SVPWM合成该矢量。由于采样时刻的电压和磁链误差,可在下一个控制周期内得到补偿,因此转矩和磁链的误差始终很小,二者的脉动很小。SVPWM算法保证了逆变器的开关频率恒定。仿真和实验的结果表明,利用这种方法在低于3kHz的恒定开关频率下,可以实现定子磁链近似为圆、异步电机电磁转矩脉动不明显的性能。     

内埋式永磁同步电机宽调速范围运行控制策略

为了改善内埋式永磁同步电机驱动系统的性能、效率和可靠性,提出了一套适用于其在宽调速范围运行下的控制策略。该文研究的调速系统采用转子磁链定向的矢量控制作为基本的控制策略,利用模型参考自适应系统对转子位置和转速进行估算。在低速域,采用单位电流最大转矩控制来降低电机定子电流幅值。而在高速域,利用过调制控制策略来增加脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器的电压传输比和永磁同步电机的转矩输出能力,同时采用弱磁控制策略实现永磁同步电机驱动系统高速稳定运行。研究了在过调制下的相电流重构技术对永磁同步电机高速域运行性能的影响,并讨论了从低速域的单位电流最大转矩控制到高速域的弱磁控制之间的无缝切换问题。仿真和实验结果证明了上述组合控制策略的可行性与有效性,实现了内埋式永磁同步电机驱动系统在宽调速范围的高性能控制。     

适用于光伏发电系统的混合级联式逆变器

为了适应光伏发电系统中对于高效率逆变器的需要,提出了一种基于MOSFET和IGBT的改进型单相混合级联式逆变器,其由3个H桥逆变器输出串联组成,直流侧相互独立,电压取值满足1:2:4的关系.其中,高压H桥和中压H桥由IGBT构成,而低压H桥由MOSFET构成.上述混合级联式逆变器结构可以在较低的开关频率下实现交流侧多电...     

微电网系统中并联LCL滤波器谐振特性

微电网系统中的并联接口逆变器通常采用电感-电容-电感(LCL)滤波器接入公共交流母线。该文分析了并联逆变器系统中LCL滤波器的谐振频率分布情况,并和传统的单逆变器系统LCL滤波器谐振频率分布特点进行了比较。理论结果显示:和传统的单逆变器系统相比,并联系统中出现了额外的谐振尖峰,且谐振频率随着网侧电感取值的变化发生偏移。理论分析表明:上述谐振频率的改变由滤波器无源网络变化引起。仿真和实验结果验证了该谐振峰值的存在。     

采用死区补偿和输出电流补偿的数控UPS逆变器

为在不增加传感器的情况下,改善不间断电源(U PS)逆变器的输出动静态性能,提出了一种数字控制策略。该策略利用面积等效原理,将线性负载下的死区等效为方波扰动,利用前馈对其补偿;将输出电流视为对控制系统的扰动,并利用前馈补偿,通过对输出电压的微分运算获得输出滤波电容电流值,从而在不使用电流传感器的情况下,实现了对U PS逆变器的准双环控制。在1 kVA的样机上进行实验研究,其结果在额定阻性负载下的稳态总谐波畸变率(THD)为2.49%,空载与额定负载间阶越变化下的电压调整率为6.75%。结果表明:死区补偿和输出电流补偿有效,整个控制策略的可行。     

永磁同步电机-空调压缩机系统的无传感器过调制控制

为了改善永磁同步电机驱动空调压缩机系统在高速区的运行性能和可靠性,研究并开发了一整套控制方案。该方案采用一种双模式过调制算法,以提高脉宽调制(PWM)逆变器的电压利用率和永磁同步电机在高速区的输出转矩能力;采用模型参考自适应方法估计转子位置,以实现无位置传感器控制,同时实现了弱磁控制以提高电机转速。在一台永磁同步电机驱动的空调压缩机系统上进行了实验验证。采用该方法,使PWM逆变器的电压利用率平均提高了25%,且在高速运行时压缩机系统转速振荡幅度小于2.5%。结果表明:采用该控制方案,在电源电压一定的情况下,可提高电机定子电压和输出转矩能力,实现空调压缩机系统的高速稳定运行。     

大容量变流器复杂形状直流母线的PEEC建模

为了探讨建立大容量变流器直流母线高频等效电路的方法,针对一台广泛应用于高压大容量变流器的H桥功率单元,对其大尺寸直流母线的复杂结构进行简化,并基于部分单元等效电路(PEEC)的方法建立了简化后母线模型的考虑杂散参数的等效电路。以实测的H桥单元的桥臂暂态电压作为激励,对等效电路进行仿真,直流母线的仿真电流与实验波形符合较好,说明母线的高频等效电路比较准确,对复杂母线进行简化的方法是合理的。用PEEC方法建立大尺寸连接导体等效电路的方法是可行和有效的。     

矩阵式变换器的输入功率因数控制

矩阵式变换器输入滤波器会引起滤波前后电流基频分量的相位差,降低矩阵式变换器的输入功率因数。为了保证其输入功率因数始终接近1,以减小对电网的不利影响,提出了一种自适应控制方法。根据输入电压和电流值计算输入滤波器前后的电流相位差,并据此实时调节输入相移角的设定值,实现在任意工况下对输入功率因数的有效控制。在一台基于逆阻式IGBT(RB-IGBT)的矩阵式变换器驱动异步电机调速系统样机上进行了实验测试。在不同负载情况下,采用该方法均有效减小了输入功率因数角,使输入功率因数始终接近于1,从而改善了矩阵式变换器的输入性能。     

异步电机的新型非线性自抗扰控制器的研究

为提高控制系统的鲁棒性,抑制电机参数波动及负载扰动的影响,基于自抗扰控制器(ADRC)原理,提出了适用于异步电机控制系统的自抗扰控制器方案.自抗扰控制器由3部分构成:跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律.自抗扰控制器不依赖于被控系统的具体数学模型并对内外扰有较强的抗扰能力,而且在整个系统工作区间内都会有良好的鲁棒性与适应性.仿真结果表明自抗扰控制器对模型的不确定性以及测量噪声的鲁棒性较好,而且它还具有较优的动态性能.