空间矢量控制的三相四桥臂逆变器建模与硬件实现

在三相负载不平衡时,传统逆变器无法控制三相输出电压达到平衡状态,因此运用三相四桥臂结构控制零序电压和电流来应对不平衡负载。通过对三相输出电压进行解耦,并增加了电压和电流的双环控制,使得空间矢量调制(SVM)对逆变器控制的稳定性增强,提高了动态响应特性,运用Matlab/Simulink进行建模仿真,分模块搭建了仿真模型,仿真达到了预期应对不对称负载和负载突变的效果,并结合仿真模型算法部分编写了DSP程序,实验观察SVPWM波形,验证了算法的合理性和有效性。     

基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究

为解决三相四线制不对称电网系统中的谐波污染问题,本文提出了一种应用于三相四桥臂有源电力滤波器（APF）的控制方法。该方法在T采样时刻预测出T＋1时刻的网侧电压和逆变器输出电流值,并根据建立的系统数学模型计算出T＋1时刻的参考电压值,然后利用三维电压空间矢量调制得出主电路的控制信号,驱动主电路输出补偿电流以达到消除谐波的目的。此方法能有效降低采样、计算环节带来的延时,具有直流电压利用率高,系统动态响应好的优点。仿真实验证明了该方法的可行性。     

三相四桥臂变流器并网/孤岛双模式控制策略

针对微网不平衡负载引起的电压不平衡问题,基于三相四桥臂变流器拓扑,采用了一种αβ0静止坐标下的双模式控制策略.并网和孤岛均采用单电流环控制,实现快速响应性能,且仅需指令电流变化即能实现平滑切换.通过电流指令环节合理设计,可实现传统带虚拟阻抗控制的电压电流双环控制性能,简化了控制结构.通过仿真及样机实验对控制策略进行了验证.结果表明:该双模式控制策略在并网模式下可以准确跟踪功率指令;在孤岛模式下可有效抑制不平衡负载的扰动,实现输出电压平衡;在模式切换过程中,该控制方法能够减小负载电压变化与输出电流的冲击,实现负载的不间断供电.     

带不平衡负载的三相四桥臂逆变器的研究

文章对三相四桥臂逆变器的控制系统进行设计,建立了基于对称分量法和双同步旋转d-q坐标系的双环控制结构,电压外环和电流内环均采用前馈解耦的控制策略,使三相四桥臂逆变器具有带不平衡负载的能力.最后,以1.5 kW三相四桥臂逆变器装置进行实验,实验结果验证了上述方案的正确性和有效性.     

优化开关频率的三电平四桥臂逆变器矢量控制

三电平四桥臂逆变器基本空间矢量数目多,并且具有冗余分量,给绝对开关状态的选择带来了困难.本文提出一种优化开关频率的3-D SVM控制方法,将abc坐标系下的三相参考电压归一化处理,确定参考矢量所在的小立方体,计算参与矢量合成所需的基本作用矢量及开关序列,给出了满足最低开关切换次数的映射关系.采用MATLAB/simulink仿真平台对该方法进行了仿真验证.结果表明该方法能够有效地跟踪参考矢量的变化,并降低每个采样周期内的开关次数.     

四桥臂逆变器的快速三维SVPWM算法

提出了四桥臂电压型逆变器的一种新型三维空间电压矢量脉冲宽度调制(SVPWM)快速算法, 该算法仅利用三相参考电压和简单的运算即可直接判断出矢量所处的四面体并计算合成矢量的作用时间, 克服了常规算法中坐标变换导致的计算复杂、耗时长的缺点. 分析了所提三维SVPWM算法与逆变器时域控制方程解、四桥臂正弦脉冲宽度调制、四桥臂二维SVPWM三种调制方法间的关系, 指出这四种方法具有统一的矢量作用时间模型. 文中还分析了采用三维SVPWM时逆变器的电压利用率,给出了基于所提算法和其它3种调制方法的四桥臂逆变器仿真结果.该结果显示了算法的正确性和有效性, 证明了几种调制方法是完全等效的.     

三相四桥臂逆变器的分序前馈解耦控制的研究

三相三桥臂逆变器一般给三相对称负载供电,针对不对称负载和非线性负栽,我们一般采用三相四桥臂逆变器．采用对称向量法,将三相输出电压和电感电流分解正序分量,负序分量和零序分量,在正序dq坐标系（零序分量在正序幽坐标系下）和负序幽坐标系进行旋转变换,采用前馈解耦对系统进行解耦,在三个dq坐标系下对正序分量,负序分量和零序分量进行独立控制．在matlab／simulink平台下进行仿真,仿真结果证明上述所提方法的正确性,并且优于传统的单同步旋转双闭环控制策略．     

单周控制四桥臂三相四线制有源电力滤波器

提出一种基于单周控制的四桥臂三相四线制有源滤波器.该控制方法不需要检测三相负载电流和三相电源电压,不需要使用任何乘法器,可以大大简化谐波检测电路和电流跟踪控制电路.整个控制电路由4个带复位积分器、几个触发器、比较器和一些模拟器件组成,控制电路简单、可靠、无延佑迟.主电路开关频率恒定,容易实现.在对四桥臂变换器的三相四线制有源滤波器进行分析、建模的基础上,进行了仿真研究,仿真结果表明单周控制三相四线制有源滤波器能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,而且响应快、补偿性能好.     

三相四桥臂并联逆变器的零序电流建模与控制

针对三相四桥臂逆变器直接并联时的零序电流控制问题,通过建立直接并联三相四桥臂逆变器的桥臂平均模型,推导出零序电流的动态平均模型,揭示了系统中零序环流的形成机理.基于常用的载波正弦脉冲宽度调制(SPWM)方法,提出了基于第四桥臂电流闭环的直接并联三相四桥臂逆变器零序电流控制方法,从而抑制了两组直接并联逆变器第四桥臂中线间的零序环流.仿真和实验结果表明,所提出的控制方法能有效解决直接并联三相四桥臂电压源逆变器间的零序环流控制问题,可为微电网中大功率新能源发电并网逆变器的并机扩容提供技术保障.     

交流变频调速实验箱的设计

作者研制了一种与FUJI5000G11S变频器配合使用的交流变频调速实验箱,该文简述了该实验箱的设计思想、构成和工作原理,设计了实验箱壳体、面板和内部电路,介绍了实验箱在实验教学中的应用,教学效果表明该实验箱具有良好的适应性。     

三相逆变电源在不平衡负载条件下的控制研究

三相输出电压对称是对三相逆变电源的重要要求之一,在三相逆变电源中,输出电压不对称主要是由于三相负载的不平衡引起的.本文基于对称分量法和叠加原理对三相逆变电源在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行了系统的分析,得到了输出电压正、负、零序分量不同的补偿特性.设计了一个简单可行的同步正负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载引起的逆变电源输出电压畸变,保证了逆变电源在任意不平衡负载下均能维持三相平衡的输出电压.论文最后通过Matlab仿真结果验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性.     

考虑滤波环节寄生电阻的三相电压型逆变器的数学模型分析

针对三相电压型逆变器这个时变的、耦合的、多输入、多输出的开关型非线性系统,应用开关函数建立了考虑滤波环节寄生电阻的系统数学模型,引入开关周期平均算子将时变的系统转化为连续系统,建立了系统的大信号动态数学模型,同时应用小信号扰动法建立了系统的小信号数学模型,得出从占空比输入到逆变器输出的传递函数。讨论了大小信号模型的适用范围,分析了小信号模型中寄生电阻对系统频率特性的影响。理论分析和仿真结果表明,不考虑寄生电阻理想情况下的逆变器稳定性能差于考虑寄生电阻的非理想逆变器。因此,在分析逆变器稳定性能和闭环设计过程中,可优先考虑理想情况下的逆变器数学模型。     

基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响,提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环,有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻,达到了抑制不平衡负载和非线性负载的目的.最后搭建了基于S-Function的虚拟DSP系统仿真模型,并通过实验验证了这种控制方法的优越性.     

基于变压器隔离型链式逆变器的D-STATCOM及其控制

为了克服传统配电静止无功补偿器(D-STATCOM)主电路拓扑结构存在的缺陷,提出了一种新型主电路拓扑结构——基于变压器隔离型链式逆变器的主电路拓扑结构。进行了基于载波移相空间矢量脉冲宽度调制(SVM)脉冲控制策略的仿真研究。在三相直流电容共用情况下,给出了不平衡负荷补偿的控制算法。基于以上原理的±10kvarD-STATCOM的实验结果表明了所提主电路结构的有效性及不平衡负荷补偿控制方法的正确性和实用性。     

三相SPWM逆变电路输出波滤波器的分析与设计

提出了一种新型三相逆变器输出滤波器，它能有效地减少输出电压和电流中的开关谐波分量。这种拓扑由RLC滤波器和LC陷波滤波器中联组成。当LC陷波滤波器的转折频率与SPWM的开关频率一致时，该滤波器拓扑就能有效地减少开关频率处的谐波分量。同时降低了对RLC滤波器的高阻抗和低转折频率的要求，并减少了电流环中的相移和提高滤波器的效率。该滤波器拓扑可以广泛地应用于UPS和逆变器－电机系统的输出滤波。     

基于滑模变结构的三相并网逆变器重复比例控制策略

针对三相并网逆变器在暂态能量反馈中的快速性与抗扰动性的要求,提出了一种重复比例控制与滑模变结构控制的自适应加权控制策略。首先对滤波器构建数学模型并进行求解,通过对滤波器的状态方程进行求解,采用重复比例控制提高逆变器的稳定性,再利用高频控制器对滑模开关函数进行替代,在保证鲁棒性的同时减小控制的抖振,再通过加权控制器根据电流误差值实时调节两种控制的权重比以实现两种控制的稳定过渡与切换达成高质量并网,最后利用Simulink软件对三种控制在相同条件下分别进行仿真。通过对比验证,发现利用加权控制策略优化了等效控制的跟踪特性,不仅能加快了系统的响应速度,抑制了并网电流谐波,且还有效地提高了系统的鲁棒性,控制精度更高。     

三相光伏并网逆变器控制及其反孤岛效应

文章论述了三相光伏并网逆变器的控制系统设计及反孤岛效应策略。系统通过双闭环控制实现了并网逆变器的单位功率因数运行;对电流内环采用固定开关频率PWM控制方法,有利于滤波的设计和控制算法的实现;通过对电流内环和电压外环的典型系统设计,满足了电流跟踪的快速性要求和直流电压的抗扰性要求,结果证明了方案的合理性。     

基于惯性补偿的微网逆变器控制策略

针对带LC输出滤波器的三相逆变器,分析了并网和离网两种状态下的PR控制策略.对离网感性负载时系统出现的振荡现象,提出PR控制器结合惯性补偿的控制策略,在反馈回路加入一阶惯性环节,以改善系统动态结构、消除系统自振荡.仿真结果表明,所提控制策略在离网逆变器中具有良好的动静态性能,可实现正弦交流指令的零稳态误差控制.