三相电压型PWM整流器滑模变结构直接功率控制

摘 要：本文提出了一种基于滑模变结构控制理论的三相PWM整流器直接功率控制方案,它利用滑模变结构控制系统的鲁棒性和动态性能较好、参数整定简单的优点,解决了传统上基于PI算法的直接功率控制系统抗扰性能差、对PI控制参数较敏感、网侧电流总谐波含量（THD）较大的缺点;在MATLAB/SIMULINK环境中建立仿真模型,对滑模控制和PI控制两种方案进行仿真比较,结果表明滑模控制方案明显优于PI控制方案.     

基于SHE-PWM的D-STATCOM的控制器和脉冲发生器的设计

配电网静止无功发生器 (D- STATCOM)是电能质量技术的重要组成部分 ,控制器系统作为其关键部分 ,直接影响到 D- STATCOM的运行性能。该文介绍了特定谐波消除算法 (SHE- PWM)的基本原理和 D- STATCOM控制系统的硬件和软件构成 ,利用 PSCAD仿真软件分析了 D-STATCOM在各种工作情况下的控制效果 ,并应用数字信号处理器 (DSP)设计了相角和脉宽精度达到 0 .0 1°的 D-STATCOM 控制器和脉冲发生器。仿真结果表明 D-STATCOM性能优越 ,满足配电系统的要求 ;SHE- PWM算法很好地消除了输出电压、电流中的 5 ,7,11次谐波。实验结果验证了 D- STATCOM多 CPU控制系统的设计正确可行。     

三相电压型PWM变流器自然坐标准直接功率控制

为降低三相电压型PWM变流器直接功率控制系统复杂度,提出一种自然坐标( abc坐标)系下的准直接功率控制策略。该策略采用直接电流控制方式,根据自然坐标系下的瞬时功率理论,由功率给定值计算电流环的参考值,通过控制电流来间接控制功率。相比传统方法,所提控制策略在实现功率解耦控制的同时省去了电网相位检测和坐标变换,功率解耦各变量物理意义清晰明确、易于理解且PWM为定频调制方式。实验结果表明,所提策略可实现三相电压型PWM变流器功率解耦控制,并具有较好的鲁棒性能。     

静止同步补偿器不平衡控制的伴生谐波与对策

采用静止同步补偿器(STATCOM)对配电系统中公共连接点处不平衡电压和电流进行控制是改善电网电能质量的一种有效方法.本研究利用开关函数基频模型,分析了STATCOM在不平衡控制时因交直流侧的调制耦合而导致STATCOM输出电流波形畸变的机理,提出了一种改进的开关函数,切断了STATCOM直流侧与交流侧的耦合通路,消除了不平衡补偿对STATCOM输出补偿电流的影响.以三相负荷不平衡控制为例,搭建了三相不平衡控制系统的仿真模型,验证了理论分析的正确性.     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要。通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作。     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要.通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作.     

低压STATCOM直接电流控制方法的研究

针对低压STATCOM电流直接控制方式下的两种控制模式。分析了两类控制模式的基本原理．并对两种控制方式进行了Mattab仿真、设计了基于两种控制模式的试验样机．通过仿真受实际的试验分析了两种控制的优缺点．具有较大的实践指导意义．丰富了低压STATCOM的运用研究。     

基于直接电流控制的STATCOM无功补偿仿真

为提高电网的功率因数和补偿电网的无功分量,采用了静止同步补偿器(STATCOM),该补偿器不仅能根据电网无功电流变化来实时检测和补偿电网中的无功电流,而且能使电网的电流相位和电压相位保持一致.重点分析了STATCOM的核心算法,提出了基于d-q变换的直接电流控制方式,并在MATLAB工具中对STATCOM进行了系统的仿真研究.研究结果表明:在给定的条件下,STATCOM保持了电网的电流和电压相位一致,提高了电网功率因数.该补偿器的直接电流控制方式响应速度快,可以很好地补偿电网的无功,提高电网的功率因数.     

基于直接功率控制的钻机井场电网谐波抑制的研究

针对钻机自备电网的非线性负载产生的谐波,提出了基于直接功率控制的有源电力滤波方案.介绍了直接功率控制系统的控制方法、原理以及该系统的空间矢量调制控制策略,并进行了仿真实验.结果表明:基于直接功率控制的有源电力滤波器对井场电网有较好的谐波抑制和无功补偿的效果,可有效提高井场电网功率因数,减少谐波电流,改善输出电流波形.控制系统结构简单,易于实现工程化.     

用户端STATCOM及其驱动电路的研究

本文介绍了一种基于电压型逆变器的用户端静止同步补偿器（STATCOM—Static Synchronous Compensator）的基本原理与系统构成。STATCOM的主要电路功率开关器件采用IGBT功率管,驱动电路采用了集成驱动模块M57962L,给出了详细的驱动电路图并完成了用户端STATCOM改善电能质量的实验。实验结果说明STATCOM有很好的无功补偿效果和良好的动态补偿性能,有很好的推广应用价值。     

挖掘机液压系统功率控制方式及性能分析

本文回顾了挖掘机液压系统功率控制方式的沿革,分析了节流调速、负流量控制和正流量控制等主要功率控制系统的结构和性能上的优缺点并作出总结,展望了挖掘机液压系统功率控制方式的发展方向。     

37 kW异步电机交流调速实验平台的研究

针对传统电机控制实验平台功率小、单个DSP控制周期过长等问题,研究37 kw异步电机通用交流调速实验平台.介绍该平台的软硬件设计,并利用该实验平台开发基于预测控制的异步电机直接转矩控制算法,分析预测控制原理及实现方法,在该平台上验证基于预测控制算法减小直接转矩控制系统转矩脉动的可行性.研究结果表明:该控制系统核心选用双DSP结构,充分利用TMS320F240电机控制能力强和TMS320C31浮点运算能力强的特点,使其协同工作,提高实验平台性能,平均转矩脉动为6.7%.     

大容量链式STATCOM的基频优化PWM控制

为了实现±50Mvar链式结构静止同步补偿器(STATCOM)的无功补偿功能和性能指标,研究了适用于大容量链式STATCOM的基频优化脉冲宽度调制(PWM)控制策略,给出基频优化PWM控制的基本算法及性能的理论分析,同时给出脉冲循环换位的直流电容电压平衡控制策略。在一台±18kvar链式STATCOM实验样机上对PWM控制策略及脉冲循环换位的直流电容电压平衡控制进行了实验研究。实验结果表明所设计的基频优化PWM控制策略的谐波含量和脉冲循环换位的电容电压平衡控制效果均达到设计要求,完全满足±50Mvar链式STATCOM的应用要求。     

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

基于直接电流控制的PWM整流器功率控制

在以电网电压矢量定向的同步旋转坐标中，通过分析有功功率和无功功率与交流侧电压、电流空间矢量之间的关系，提出基于内环直接电流控制的PWM整流器功率控制方案，根据PWM整流器交流侧电压方程及有功功率传递关系建立PWM整流器功率控制系统数学模型，完成对电流、电压PI调节器参数的整定。仿真结果表明：PWM整流器启动时的直流电压超调量小，响应速度快，具有极佳的动静态性能。     

大容量STATCOM装置的非线性特性

已有的各种数学模型不能解释±20MvarSTATCOM装置在实际运行中其稳态输出电流和控制角δ之间较强的非线性关系。为此,文章具体分析了STATCOM装置各种损耗的特点,利用输入输出建模法和能量方程,建立了STATCOM装置的输入输出非线性数学模型。将±20MvarSTATCOM装置实测参数代入所建模型中得出的仿真结果与现场实验结果一致表明所建STATCOM非线性数学模型的正确性。该数学模型对大容量STATCOM装置动态行为分析及控制系统设计具有较大的参考价值。     

高压大容量链式STATCOM中IEGT功率模块的仿真分析

为了提高链式STATCOM的运行性能和可靠性,针对用于高压大容量STATCOM链节中的新型大功率器件IEGT功率模块进行仿真研究。依据生产厂家所给的典型IEGT导通特性曲线,采用线性插值方法,分析了工程中设备实际运行温度的IEGT导通特性;建立了IEGT功能模型。根据实际工程设计参数对带有缓冲电路的IEGT功率模块进行了仿真分析,讨论缓冲电路参数变化的影响。结果表明,功率模块缓冲电路中电容和电感参数变化对IEGT关断电压尖峰影响大,电阻增大尖峰的峰值明显增大,而出现尖峰的时间基本不变,这一结果可以作为STATCON工程设计中器件选用和缓冲参数优化设计的参考。     

不对称系统的设计参数对STATCOM性能的影响

研究在系统不对称条件下参数对新型静止无功补偿器 ( STATCOM)性能影响情况 ,为实际装置优化参数设计以及提高装置在系统不对称条件下的生存能力提供理论依据。基于以电容器为直流侧储能元件 STATCOM在系统不对称情况下的数学模型 ,详细分析和解释了 STATCOM在系统不对称条件下的运行特点、谐振现象以及参数对STATCOM的性能影响。计算机仿真和动模实验研究验证了理论分析结果。这些理论分析结果对 STATCOM装置的参数设计具有重要的理论指导意义。     

一种新型的PMSM直接转矩控制

针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出了一种改进方法,即用变参数PI速度控制器和模糊控制器分别替代传统直接转矩控制系统中的PI速度调节器和滞环比较器,在此基础上重新建立了永磁同步电机直接转矩控制新的控制框图.利用MATLAB仿真软件对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,实验结果表明,新系统有良好的动、静态性能,减少了转矩和磁链的脉动,能满足控制系统快速响应的要求.     

永磁同步电机直接转矩控制系统的改进及仿真

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制中磁链、转矩脉动大,开关频率不恒定等问题,在永磁同步电机数学模型基础上,进行深入分析,提出了一种基于空间电压矢量调制、实现简单的控制方式。该方式结合直接转矩控制和矢量控制的优点,只包含一个易于调节的速度PI调节器,系统简单且参数容易调节。仿真结果证明,引入空间矢量调制概念后,在保持直接转矩控制优异动态响应特性不变的前提下,可有效提高永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,保证功率器件开关频率恒定。