基于死区消除与补偿的T型三电平逆变器控制策略

为了避免三电平逆变器的上下桥臂直通,开关切换过程中会引入死区.死区会提高逆变器的输出电流谐波,降低逆变器的输出电压和电流.文中分析了死区在开关管换流过程中的作用,并在此基础上提出一种死区消除与补偿相结合的方法来消除其对逆变器的不利影响.当相电流足够大时,可以根据电流的方向输入不同的驱动信号,达到在没有死区的情况下防止开关管短路的目的.当相电流接近零点时,由于电流纹波的影响,死区消除方法并不适用,只能通过引入死区来提高逆变器的稳定性,然后通过死区补偿来消除其不利影响.实验结果证明,文中方法可以有效地解决死区问题.     

感应电机SVPWM控制技术死区效应补偿新方法

首先从SVPWM逆变器的死区人手,详细分析死区效应的机理及对逆变器输出电压和整个系统的影响,提出死区补偿的重要性;然后针对传统电流反馈型平均误差电压补偿法存在的实时性问题,提出了改进算法:即通过利用当前时刻的已知状态和电机模型预测下一时刻的电流极性,在下一时刻采用平均误差电压补偿法,并结合零电流钳位效应消除方法对感应电机SPVWM逆变器的死区效应进行了补偿;最后在7.5 kw感应电机系统中对这种补偿方法进行了仿真验证.     

可选择谐波型有源滤波器的检测及其闭环控制

为了实现对电力系统谐波的实时和精确补偿,该文提出了一种用于有源电力滤波器任意指定次谐波的检测方法以及基于该检测方法的闭环控制方法。这种有源电力滤波器由选择性谐波检测环节、电压控制和电流控制环节组成。为了补偿数字控制器和逆变器带来的延时,在检测环节中加入了预测补偿角。电压闭环控制方法借助检测环节实现了对谐波电流发生电路中逆变器直流侧的电压控制。电流闭环控制方法使得实际补偿电流精确地跟踪检测出的谐波指令电流。仿真结果验证了该控制方法的正确性,在采用上述方法后,电源电流得到根本的改善。     

考虑电网阻抗变化的LLCL并网逆变器谐振抑制策略

弱电网条件下,并网逆变器的正常工作会受到电网背景谐波及电网阻抗动态变化的影响,并网电流出现谐波谐振现象.为此,提出一种LLCL并网逆变器谐振抑制新策略.该策略在加权电流控制和电网电压前馈控制的基础上,引入电容电流反馈环节,保留了传统电网电压前馈控制方法中消除电网电压产生畸变影响并网电流的优点.通过对新反馈环节中反馈系数...     

两种新颖的三相SPWM逆变器死区补偿策略

为了解决三相SPWM逆变器死区效应带来的输出波形畸变、零电流箝位、电机转速脉动等不良后果,在分析了死区效应原理的基础上,针对死区时间对输出电压基波和谐波的影响进行理论推导和仿真分析,得出了输出电压变化量和功率因数角、调制因数的关系曲线图。在此基础上,从负载电流的角度提出了两种新颖的补偿策略:使用参考波修正和使用逻辑电路的补偿策略。在一台三相SPWM逆变器上进行了实验研究,通过比较补偿前后相电流的波形图和输出电压的频谱图,发现所提出的两种策略能够很好地抑制低次谐波和零电流箝位效应,提高系统的运行性能。     

静止坐标系下PWM整流器的控制及谐波补偿策略

与基于同步旋转坐标系的PWM整流器电网电压定向矢量控制策略相比,静止坐标系下的电压定向矢量控制策略省去了电流环解耦以及旋转坐标变换,使控制系统更加简单;同时,控制策略可以很方便地实现交流侧低次电流谐波的补偿.在静止坐标系下建立了PWM整流器控制系统的数学模型,并对控制系统的动静态性能及谐波抑制能力进行分析.研究结果表明,静止坐标系下PWM整流器的电压定向矢量控制及谐波补偿策略能够实现对交流信号的无静差跟踪和对交流侧低次电流谐波的补偿,提高了电网的电能质量.     

死区效应对逆变器并联环流影响的研究和仿真

在桥式逆变电路中,为了避免处在同一桥臂的上下两个开关器件发生直通故障,通常在PWM驱动信号中插入一段死区时间,但这样会引起输出电压波形的畸变.首先以单逆变器系统为基础研究了死区因素对输出电压的影响,并将死区造成的电压偏差视为一种谐波扰动,建立了逆变器并联系统的数学模型,研究了死区差异和系统环流之间的关系,并采用电压瞬时值反馈控制对谐波环流进行抑制,最后在Matlab/Simulink中对两个逆变器并联系统模型进行仿真,研究表明,各逆变单元死区间的差异与并联系统谐波环流之间存在着相互关系,死区差异的增大会同时增大系统的环流,仿真结果验证了这一结论的同时也表明了电压电流双环控制对死区造成的谐波环流具有一定的抑制作用.     

混合九电平逆变器的脉冲宽度调制

为实现混合九电平逆变器在变压变频调速场合中的应用,该文在分析混合九电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)方法的基础上,深入研究了混合九电平逆变器的死区效应,并提出一种改进的补偿方法。同时,为保证混合九电平逆变器的运行安全,采用注入零序电压的方法来控制H桥辅助逆变电路的电容电压平衡。实验结果验证了电容电压平衡控制方法的有效性,而且采用改进的死区补偿方法能够补偿死区效应导致的不正常脉冲,使得混合九电平逆变器能输出较好的电压波形,输出电压总谐波畸变率小于3%。     

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。     

基于新型前馈补偿的电压源型逆变器研究

研究了三相电压源型逆变器输出电压控制,分析了逆变器的非线性扰动和等效滞环继电器模型,提出了补偿量在线可调的前馈补偿控制系统模型.利用搜索控制器(SC),在给定电压不变条件下,通过消除不同开关频率定子电流基波幅值的差,在线确定由死区、电力半导体器件导通关断时间产生的脉宽误差.将功率开关和续流二极管通态电阻视为负载阻抗的一部分,将导通阀值产生的逆变器输出电压误差折算为等效的脉宽误差,并进行了补偿.最后利用合众达DSP F28335模拟器进行了实验,比较了脉宽误差补偿前后得到的定子电流波形,结果表明,该方法有效地消除了脉宽误差,抑制了死区效应.     

扰动电压观测器与线性补偿策略相结合的死区补偿方法

为克服逆变器死区时间及开关的导通压降等非线性特性对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统检测精度的影响,提出一种将扰动电压观测器与线性补偿策略相结合的新型死区补偿方法,对逆变器死区效应带来的不良影响进行抵消.搭建基于脉振高频电压注入算法的PMSM无传感器控制系统模型,分别加入新型死区补偿方法与普通线性死区补偿方法,并进行Simulink仿真分析.实验结果表明：加入新型死区补偿后,系统电流钳位现象得到缓解,转速估计误差减小20%左右,转子位置估计更为准确,证实了新型死区补偿方法的有效性.     

基于前馈谐波电压的永磁同步电机谐波电流注入方法（英文）

在多同步坐标系中推导了永磁同步电机谐波电压模型,在此基础上构建了一种基于前馈谐波电压的永磁同步电机的谐波电流注入系统.该系统中电流交流部分增益全部由前馈谐波电压来保证,而原矢量控制系统中的反馈电流控制模块则仅需补偿电流直流部分的增益.利用仿真和试验对比分析了本控制系统与仅采用反馈电流控制模块的谐波电流控制效果及转矩脉动情况.结果表明,前馈谐波电压能大大提升高频谐波电流注入的准确性,从而更有效地降低永磁同步电机输出的转矩脉动.     

一种新的双逆变器式有源电力滤波器电路

提出一种新的双逆变器式有源电力滤波器(APF)电路.采用一个高压、低开关频率的绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器和一个低压、高开关频率的电力场效应晶体管(MOSFET)逆变器的组合来消除谐波电流.IGBT逆变器的作用是提供基波电压,并补偿无功功率,MOSFET逆变器则实现消除谐波电流的功能.IGBT和MOSFET通过一个分离式电容器组共用一个直流环节,以降低成本和简化控制.采用这种方式,可在很宽的频率范围内消除谐波电流的影响.同传统的APF电路相比,这种方式所用的直流环节电压较低,产生的噪声也较小.仿真和实验的结果证明了这种APF电路能够消除负载谐波电流.     

新型混合有源滤波器建模及其特性研究

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种新的滤波系统结构。该文详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了在基于负载谐波电流控制逆变器输出电压的控制策略下,负载谐波电流的波动、电源谐波电压的波动、电网阻抗的波动、电网频率的波动对滤波系统控制性能的影响,接着分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化。研究表明该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量．试验和仿真结果证明该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的理论指导意义和实用价值。     

带零序电流抑制的开绕组永磁同步电机断相故障容错控制

针对共直流母线型开绕组永磁同步电机在绕组出现断相故障后控制策略以及零序电流抑制策略不再适用的问题,采用一种断相后坐标转换和零序电流抑制的改进控制策略,以保证系统运行的可靠性和控制精度。基于断相前后定子电流合成磁势不变的原理,对剩余两相建立坐标系并重构其与静止αβ坐标系间的变换矩阵,调整非故障相电流的幅值与相位,保证断相故障后电机运行的稳定性。为实现逆变器组间的协同作用,设计分配方案,对逆变器容量进行合理分配,并利用一种比例谐振控制方法对断相后系统零序电流进行抑制,削弱三次谐波零序电流在同步坐标系中电流产生的谐波,从而减小电磁转矩脉动,提高系统的控制性能。仿真结果表明,改进后的方法提高了断相故障状态下开绕组永磁同步电机控制系统的可靠性和控制精度。研究结果可为共母线型开绕组电机系统在断相工况下的控制提供理论依据。     

电网波动下并网逆变器的解耦双同步法研究

电网电压不平衡时,并网系统中含有正、负序电压分量.由于负序电压分量的存在,使用传统控制策略时系统中会出现大量谐波,影响逆变器输出电流质量.针对此问题,提出一种基于解耦双同步的四闭环并网逆变器控制算法,对正、负序电压分量进行分离控制,能有效减小负序电压分量的影响.在Matlab/Simulink中搭建模型分别对电网电压不平衡时采用传统控制策略和基于解耦双同步控制策略的控制过程进行仿真对比研究.仿真结果表明基于解耦双同步的并网逆变器控制算法可有效减小负序电压产生的谐波,提高逆变器输出电流质量.     

一种分布式电源并网谐波电流补偿方法

为了降低分布式电源并网时输出的谐波电流,针对并网逆变器控制系统和电网谐波源的特性,给出一种分布式电源谐波补偿方法.采用基于同步采样序列的FFT算法实现在线谐波测量,设计包含电压谐波前馈和电流谐波反馈的谐波控制器计算补偿信号,通过调整逆变桥的SVPWM调制波形实现了谐波补偿.利用该方法在5 kw分布式电源实验平台实验,对并网运行条件下谐波补偿的效果进行了测试.实验结果表明,该方法在线谐波测量结果准确,谐波控制器计算的补偿信号作用于系统可以有效降低并网电流的谐波含量.     

电动汽车车载充电机AC/DC环节的PFC控制技术

研究电动汽车车载充电机的主动功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)技术﹒通过脉宽调制控制技术实现电网侧的有源PFC,从而抑制电流谐波对电网产生的污染,避免了电动汽车大规模接入电网时对电网质量的不利影响;采用全通滤波器模拟αβ坐标系下的交流电压矢量,通过坐标变换为dq坐标系下的直流电压矢量,从而将交流信号的控制转化为直流信号的控制,提高了控制精度和闭环系统的动态性能﹒仿真及实验结果表明,通过PFC技术能够将交流侧电流总谐波畸变率降低至5%以内,极大地减少了车载充电机工作时对电网的污染﹒     

风力发电并网逆变器低电压穿越控制研究

针对风力发电并网逆变器的低电压穿越控制问题,给出了并网逆变器在dq两相旋转坐标系下的数学模型和电流内环控制的前馈解耦方程,提出了直流母线稳压和逆变器并网独立控制的思想,设计了一种靠逆变器自身为电网提供无功补偿的控制策略.并采用Matlab/Simulink软件建立了仿真平台,对提出的控制策略进行验证,结果表明此方法适用于电网电压跌落故障,能够大幅提高穿越能力.     

基于滤波电感辨识及延时补偿的并网逆变器模型预测控制

针对三相并网逆变器采用传统模型预测控制时,因模型失配造成输出电流畸变率大、谐波含量高、并网效率低的问题,文章提出了一种基于滤波电感辨识及延时补偿的模型预测控制方案,将在线辨识的滤波电感和延时补偿的电压电流应用到三相并网逆变器模型预测控制系统中,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真,仿真结果表明:基于滤波电感在线辨识及延时补偿的模型预测控制具有很好的动、静态特性,输出电流正弦度好、谐波含量少,验证了方案的可行性和正确性.