基于全控整流技术的电磁发射机

为了改善电磁发射机的性能,减小电磁发射机的体积和质量,设计了一种基于脉冲宽度调制(PWM)整流技术的电磁发射机电路结构,并对其中永磁同步发电机(PMSG)的PWM整流器的控制结构和参数进行设计.在同步旋转坐标系下,建立PMSG中PWM整流器的数学模型;根据电动机双闭环调速理论设计了转子磁链定向的PWM整流器电压电流双闭环控制系统,以实现有功电流和无功电流的解耦控制;为了提高系统的动态性能和稳定性,提出PWM整流器比例积分(PI)控制器的参数整定方法.仿真和实验结果表明,采用PWM整流技术的电磁发射机不仅可以满足地球物理探测的实际需要,而且具有结构简单、功率因数高和电流谐波小等优点.所提出控制器设计方法能够确定PI参数,从而简化了系统设计.     

交流励磁电机系统的谐波分析

交流励磁电机和交交变频器是交流励磁电机系统中最主要的两个谐波源.交流励磁电机的参数计算采用多回路分析方法,计及空间气隙谐波磁动势和定、转子齿槽效应;交交变频器采用面向线路的模型,并加入两管换流模式和正、负组换流模式.仿真结果与实验进行了对比,并在此基础上,详细讨论了:1) 交交变频器两管切换、正负组切换对系统谐波的影响;六脉波与十二脉波变频器的谐波比较;2) 交流励磁电机的空间气隙谐波磁势,定、转子的齿槽和定、转子短距系数对系统谐波的影响.归纳了交流励磁电机系统中谐波的抑制措施.     

基于哈密顿理论的电压型PWM整流器无源控制

为了提高电压型PWM整流器的性能,提出了基于哈密顿理论的无源控制策略.根据电压型PWM整流器主电路拓扑结构,建立了端口受控的耗散哈密顿(PCHD)系统模型.基于PCHD模型,采用能量成型的方法,设计了PWM整流器无源控制器.该控制器能够使整流器能量函数最小值稳定在期望的平衡点,从而提高了整流器的稳态性能和抗负载扰动能力.仿真结果表明该控制策略的可行性.     

三相PWM整流/逆变系统的李亚普诺夫控制

针对集成的三相PWM整流/逆变系统,提出了一种基于李亚普诺夫直接法的一体化瞬时功率控制策略.主要思想是:选择合适的整流器状态变量构造一个李亚普诺夫函数,从李亚普诺夫渐近稳定性出发,设计两个控制变量用于整流器的控制.该策略将逆变器的瞬时功率动态自然地嵌入到整流器的控制当中,在保证整流器渐近稳定的同时,使得三相PWM整流/逆变系统的直流储能电容可以大大减小.在Matlab/Simulink环境下对采用这种控制策略的系统进行了仿真,仿真结果验证了该策略的有效性.     

基于虚拟磁链预测直接功率控制的双PWM变频调速系统研究

针对双PWM变频调速系统谐波污染严重、动态响应慢等问题,提出了一种基于虚拟磁链的双PWM变频系统预测直接功率控制策略.首先,分析了双PWM变频系统,建立两相静止坐标系数学模型.其次,整流侧采用基于虚拟磁链的模型预测直接功率控制策略,整流侧采用虚拟磁链定向,降低电网电压谐波干扰,增加系统的可靠性.另外,采用两步预测进行延时补偿,且采用重复控制对系统稳态有功和无功功率误差进行修正,并利用空间矢量脉宽调制技术选择整流侧期望开关状态.再次,逆变侧采用转子磁链定向矢量控制策略.最后,以异步电机为负载建立仿真模型.仿真结果表明:该双PWM变频调速方案能够进一步抑制直流电压波动、加快系统动态响应速度、减小交流侧输入电流谐波含量.     

基于离散模型的PWM整流器控制系统的调谐系数优化方法

讨论确定了不同电网条件下,PWM整流器控制参数的最佳取值原则.对系数优化设计、对称优化设计及改进型对称优化设计3种PI调谐系数优化方法的基本原理进行了分析.给出了PWM整流器控制系统的离散数学模型,借助z域下的根轨迹图,对比分析了3种设计方法确定参数下系统的动静态性能,并通过离散域仿真对系统的动态特性进行了进一步研究,给出了不同应用场合PWM整流器控制调谐系数取值的建议:大容量电网应用时,宜采用系数优化设计法确定参数;网压波动大的应用时,宜采用改进型对称优化设计法确定参数.并通过实验验证了理论分析的有效性.     

电压型PWM可逆整流器建模与系统仿真

根据开关函数及状态空间理论建立了电压型ＰＷＭ可逆整流器的开关函数模型。通过对开关函数求傅里叶级数，将开关函数模型分解为高频和低频两个模型，从而求得整流器的状态空间平均模型。分别就开关函数模型和状态空间平均模型对ＰＷＭ可逆整流器进行了系统仿真，仿真结果证明了所建模型的正确性     

同步发电机整流系统的建模

为分析同步发电机整流系统的运行稳定性,给出了系统简化模型。为考虑换相重叠,超瞬变电感从电机中分离出来,带整流负载的三相同步发电机数学模型只计及转子回路磁链的直流分量。忽略了交流侧和直流侧的谐波,整流器的数学模型利用开关函数。对三相同步发电机整流带反电动势负载系统的数学模型进行线性化,从而导出了发电机在直流侧的等效阻抗、系统等效阻抗和系统特征方程,利用它们可分析系统的稳定性。     

基于神经网络的PWM整流器矢量控制研究

建立电压型PWM整流器的一般数学模型,运用坐标变换技术得到其在两相旋转dq坐标系下的数学模型,并采用SVPWM整流器的双闭环控制系统。针对PI控制器参数整定困难的问题,利用神经网络的自学习功能,设计一种基于BP神经网络的PI控制器,实现PI控制器的参数自整定。最后利用MATLAB提供的电力系统工具箱构建PWM整流器的滞环控制系统和矢量控制系统的仿真模型进行仿真实验对比。仿真结果表明,基于BP神经网络的矢量控制系统超调量被抑制,系统鲁棒性增强。     

三相升-降压PWM整流器稳态特性分析

基于三相升-降压PWM整流系统在舰船电力系统、海上试验设备、直流电机控制等领域的广泛应用前景,分析现有升-降压整流系统的不足,结合三相升-降压PWM整流器的工作原理及稳态相量关系,着重推导分析整流器各稳态参数与其稳态工作点之间的关系,得出稳态工作点对系统参数取值范围的限制,总结参数设置及稳态工作点的变化规律,为系统具体设计及其性能的改善提供有利的参考依据。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出了一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的三分之一。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的1/3。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

逆变器供电感应电机新型空间矢量PWM控制方法

讨论了电压空间矢量ＰＷＭ控制的几种不同组合方式。分析了每种组合方式下的谐波电流，电机谐波转矩和谐波损耗。给出了比较曲线和实验波形。为不同应用场合下选择不同的空间矢量ＰＷＭ控制方法提供了依据。组合方式３为在逆变器—感应电动机系统中的最优ＰＷＭ控制方式。此方法的优点是器件的开关损耗低，而且在调制系数较高时，电机电流的谐波含量少，由其引起的电机谐波损耗低、转矩脉动小。理论分析和实验结果证实了控制方法的有效性。     

VIENNA型三相三电平PWM整流器研究

分析了VIENNA型三相三电平PWM整流器的拓扑及其数学模型,以及三电平变换器的状态空间矢量调制技术(SVPWM)。提出了基于PI控制的双闭环的控制策略(即电压外环、电流内环),并引入中点电位因子r对中点电压进行平衡控制。为了验证所提控制策略的可行性,搭建了VIENNA型三相三电平PWM整流器的仿真平台以及1.6 kW的实验样机进行仿真与实验研究。仿真及实验结果表明,所提出的调制方法及控制策略是可行的。该整流器具有控制简单、易于数字化实现、在稳态条件下谐波畸变率小于3%、功率因数接近1等特点。     

无速度传感器的双PWM变频器一体化控制研究

介绍了一种双PWM变频器系统的控制策略．在PWM整流侧采用空间矢量的无电压传感器的虚拟磁链的直接功率控制和在PWM逆变侧采用无速度传感器的矢量控制．这些控制策略使系统保持了很好的动态响应和静态特性．仿真结果表明本系统有良好性能．从PWM逆变侧到PWM整流侧增加的功率环提高了功率能量流动的动态特性,使输入和输出能量匹配从而减小直流侧电容的大小．     

变速恒频风力发电系统网侧PWM变换器控制策略

通过建立应用于恒频变速风力发电系统的三相电压源型PWM变换器在两相旋转坐标系下的数学模型,针对三相电压源型PWM变换器输出电压响应慢的缺点,本文采用电压电流双闭环控制的网侧变换器及空间电压矢量SVPWM调制方式,在Matlab/Simulink中进行了系统建模和仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够快速调节直流侧电压达到稳定,能够控制输入电流波形及相位,验证了该控制策略的可行性。     

三相PWM逆变器鲁棒重复控制策略

为了提高三相CVCF PWM逆变器波形的控制性能(同时具有动态响应快、稳定误差小和鲁棒性好等优点),提出了鲁棒重复控制策略.首先采用鲁棒控制理论对两类不确定建模;然后引进一个虚拟的复不确定△k代替重复控制器中的长延迟环节z -N+m,将重复控制器集成到鲁棒反馈控制器设计之中形成鲁棒重复控制方案.实验结果表明,采用鲁棒重...     

用于三电平脉宽调制整流器中的虚拟磁链

为实现无传感器控制,提高系统可靠性和降低成本,研发了出三电平脉宽调制整流器中虚拟磁链的观测方法,给出基于虚拟磁链的三电平脉宽调制整流器无网侧电压传感器控制的两种典型应用。分析了应用虚拟磁链后系统启动容易出现过大的电流浪涌问题,提出虚拟磁链预计算和软启动控制策略。实验结果表明,该方法能够实现三电平脉宽调制整流器的无网侧电压传感器控制,并能降低系统启动电流约50%。     

悬浮电容式五电平变频PWM控制器设计

为了解决悬浮电容式多电平逆变器控制中所存在的电压平衡控制困难和冗余开关选择复杂的问题,采用一种直接脉冲宽度调制(PWM)算法和以电压级差为控制目标的电压平衡策略,设计了一台基于数字信号处理芯片(DSP)和现场可编程门极阵列(FPGA)的悬浮电容式五电平变频PWM控制器。该控制策略具有物理概念清晰、实现简单的突出优点。给出了所采用的直接PWM算法的原理、控制器设计的方案以及该控制器在380V/8kW悬浮电容式五电平逆变器样机上的电压、电流实验结果与频谱分析结果。实验结果表明:该设计方案具有理想的电压平衡能力和良好的输出谐波性能。     

异步电机PCPWM供电下动态性能的研究

异步电动机变频控制系统中,逆变器脉宽调制策略对系统动稳态性能起着重要作用。文章建立了在PCPWM(pulsewidthmodulationwithpartiallyconstantmodulatingwaves)模式逆变器供电下,异步电动机考虑主磁路饱和的变频调速系统非线性模型,仿真了系统的动稳态性能。仿真结果表明PCPWM调制法较SPWM模式,在提高馈电给逆变器的直流电压利用率同时,基本保持空载起动加速时间不变,但显著抑制了变频调速系统的转矩脉动。