电动汽车充电桩三相三电平整流器的控制研究

针对充电桩存在的谐波含量高、功率因数低的问题,提出了一种三相三电平VIENNA整流器,研究了整流器的控制系统结构和控制策略,提出了一种电压电流双闭环的控制结构,采用了电流滞环比较控制和中点电压平衡控制方法.通过PSIM仿真软件仿真验证方案的可行性,稳态运行时网侧THDi仅2.23%,功率因数达到99.93%.     

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。     

有限集模型预测控制在VIENNA整流器中的应用

VIENNA整流器的传统控制多采用SVPWM调制方式,具有计算复杂、鲁棒性差等不足.有限集模型预测控制无需调制单元,易于添加约束项,抗干扰能力强.文中利用有限集模型预测控制特点,首先建立了三相三电平VIENNA整流器的数学模型,得到有限集模型预测控制的预测模型、目标函数和滚动优化策略,并在目标函数中直接加入输出侧中点电压平衡的约束项,实现中点电位平衡控制.然后搭建了1. 8 k W实验平台来验证这一控制策略在VIENNA整流器中应用的可行性,结果表明其可以实现单位功率因数、输出电压稳定和中点电位的平衡,并且系统具有较强的鲁棒性.     

基于新颖磁链观测的三电平PWM整流器的直接功率控制策略研究

三电平PWM整流器在高压大功率场合有着广泛的应用,但是由于三电平PWM整流器自身开关器件的非线性和对电路参数的依赖性,使得传统的电压电流双闭环控制无法更好的提高其动态性能,因此限制了其在更宽负载范围内的运用。本文在建立二极管钳位式PWM整流器数学模型的基础上,在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,提出了一种新型简化虚拟磁链定向的固定开关频率的三电平PWM整流器直接功率控制方法。仿真实验表明：该控制方法能够保证中点电位平衡,网侧电流谐波小,具有良好的动静态性能,实现了单位功率因数运行。     

一种新型三电平PWM整流器的仿真研究

针对一种新型的三相三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,并对该PWM整流器的工作模式及其控制方法进行了深入研究。仿真结果表明,该PWM整流器不仅能够有效地抑制注入电网的谐波,减小开关管电压应力,实现单位功率因数,并且可以实现能量双向流动。     

级联型多电平变换器单元电路控制策略仿真

针对级联型多电平变换器需要四象限运行的工况,提出以双H桥的电压胞拓扑作为多电平变换器单元电路的方案。其前H桥为整流器,采用滞环电流控制策略实现直流电压稳定和近似单位功率因数的双向能量流动;后H桥为逆变器,采用载波相移SPWM技术。通过建立整流器的滞环电流控制模型和三单元级联多电平逆变器相移技术控制模型,对变换器进行双向能量传输运行的过渡过程分析和逆变器输出级联电压波形分析。仿真结果表明该拓扑及控制策略满足四象限运行要求。     

基于双控制因数的VIENNA整流器中点电位平衡设计

三相VIENNA整流器中点电位不平衡,降低了VIENNA整流器整体性能。通过对三相VIENNA整流器中点电位平衡的研究,提出了一种基于双控制因数中点电位平衡策略,该策略一路由整流器直流侧上下电容电压偏差通过P控制器控制,另一路由整流器直流侧上电容电压与直流侧输出电压半值的偏差通过PI控制器控制,然后将两路控制器控制因数叠加构成双控制因数调节上下电容充放电作用时间,抑制中点电位波动,使中点电位达到平衡。最后在Matlab/Simulink中建模仿真,结果表明该策略可有效抑制中点电位波动,同时具有响应快速、稳定的特点,加入该中点电位平衡策略的VIENNA整流器中点电位波动不仅动态性较好,而且稳定性强。     

三相功率因数校正电路及其控制系统的仿真研究

对一种由SCR相控整流和IGBT斩波构成的三相电流型PWM整流器进行了研究.建立了基于开关函数的电路数学模型,分析了该电路PWM调制原理和借助于IGBT实现SCR换流的过程,设计了该电路的控制系统结构和参数,构建了电路系统的MATLAB仿真模型.仿真结果表明,该电路可以实现三相功率因数校正,使电流波形趋于正弦波,功率因数近似为1.     

基于标幺值法的三相PWM整流电源

采用DSP2407控制器、基于标幺值法及电流解耦控制完成了三相两电平PWM整流电源的研制。对基于开关模式的单闭环定频控制和双闭环解耦控制的控制效果进行了分析对比。为了保证整流器系统的稳定,有精确恒定的直流输出电压及良好的网侧电流波形和单位功率因数,提出采用比例调节器代替积分调节器,简化了双闭环解耦电流控制器的设计。实验和仿真结果表明,该控制方案正确、可行,系统性能稳定,闭环参数调整及DSP软件编程简单易行。     

三相单管ZCS BUCK型PFC电路研究

介绍了一种三相单管零电流(ZCS)BUCK型高功率因数整流器,阐述了主电路的基本拓扑结构及工作原理,分析了电路在一个开关周期中的谐振工作特点,讨论了参数选择和电路的设计原则,给出了单周期控制下功率为1kW的实验结果和波形.     

5kW功率因数校正器的设计

应用有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)技术,可以通过控制整流器的输入电流,使其波形尽可能的接近正弦波,从而提高电网的功率因数,甚至可以接近1,同时减少了电流谐波,降低了对电网的谐波污染.     

一种新型的三相电流型多电平整流器

传统的多电平技术研究主要集中在电压型变流器,对电流型多电平的研究还不多,对电流型多电平整流器的研究更为少见。将对偶思想应用于电压型多电平的调控策略对偶到电流型多电平,并采用模块并联和载波相移技术,提出并实现了以三相电流型7电平整流器为代表的全新的三相电流型多电平整流器。着重分析了其工作原理和调制策略,在搭建DSP+CPLD数字平台的基础上实现了三逻辑载波相移SPWM信号的全数字化以及多路PWM驱动信号的产生,最终通过建立样机验证了控制策略和调制方法运用于电流型多电平整流器的正确性和可行性。     

基于模糊控制的三相三电平Vienna PFC的研究

为了使直流充电桩的前级PFC有更高的功率因数，根据三相三电平Vienna PFC设计了一种作用于电压外环的模糊自整定PI控制器，根据三电平Vienna PFC dq坐标系下的数学模型、三电平空间电压矢量调制方法以及电流环的前馈解耦策略，在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型，并进行仿真分析.仿真结果表明三相三电平Vienna PFC的功率因数接近1，有利于电网的电能质量改善.     

三相单管ZCS BUCK型PFC电路研究

介绍了一种三相单管零电流（ＺＣＳ）ＢＵＣＫ型高功率因数整流器,阐述了主电路的基本拓扑结构及工作原理,分析了电路在一个开关周期中的谐振工作特点,讨论了参数选择和电路的设计原则,给出了单周期控制下功率为１ＫＷ的实验结果和波形。     

基于三电平的三相电压型PWM整流器仿真

在分析三相三电平电压型PWM整流器主电路拓扑结构的基础上,得出了其在旋转d、q坐标系下采用开关函数描述的数学模型,通过引入电流状态反馈和电压前馈补偿,实现了电流的解耦控制.在理论分析的基础上搭建了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了仿真分析.仿真结果说明,该系统具有功率因数高、动态性能好等特点.     

三相PWM整流器的双闭环前馈解耦控制研究

针对传统电气设备通常采用二极管、可控硅等器件前端供电,从而导致网侧电流、电压畸变、高次谐波等问题,提出一种前馈解耦控制策略,将其应用于三相电压型空间矢量PWM整流器。并在Matlab/Simulink建立仿真模型,验证所提出的控制策略的合理性及正确性。从仿真结果可以看出:网侧电压与电流相位趋于一致,功率因数能控制在单位功率因数下,从而能减少谐波污染,提高电能质量,降低损耗,提高经济效益。     

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%。     

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%。     

基于数字信号处理器的三相PWM整流器控制系统设计

介绍了一种由数字信号处理器(DSP)控制的三相PWM整流器的新型间接电流控制系统，提出了新型相位幅值控制方法，以滞后角ξ作为输入变量。采用TMS320F240为核心控制芯片，实现控制算法和空间矢量的数字算法。实验结果表明，系统可以按照给定调节输出直流电压并且能够实现单位功率因数。     

基于迭代学习控制的整流器谐波抑制研究

针对传统整流所带来的电网侧功率因数低和电流波形畸变严重等问题,提出了将迭代学习控制算法应用于整流器中,并设计了迭代学习控制器。通过对PWM整流器的建模与分析,可知开关器件的等效电阻和频率等参数的不确定会使得控制系统的稳态性能变差。仿真结果表明,将迭代学习控制应用于PWM整流器波形控制中,可以有效改善整流器的稳态性能和降低交流侧输入电流谐波畸变率。