电压型PWM整流器电流控制策略的研究

电压型PWM整流器通过对整流器直流侧电压PWM调制，不但能使直流电压在一定范围内可调，而且使整流器的交流侧电流正弦化，并能够实现单位功率因数运行，实现高功率因数的整流装置．而控制PWM整流器交流侧的方法有多种，从电压型PWM整流器的静态模型入手，详细分析了电压型PWM整流器交流侧电流电流的控制规律，得出了一种间接电流控制模型，并阐述了间接电流控制的PWM整流器系统的设计，最后对该方法进行仿真，结果表明，采用这种电流控制，能够实现PWM整流器高功率因数运行．     

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.     

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。     

电压不平衡下Vienna整流器的谐振滑模控制策略

针对电网电压不平衡条件下,Vienna整流器存在的负序电流及有功功率纹波问题,提出一种谐振滑模控制策略。首先,利用三相电压电流推导了三相Vienna整流器的直接功率控制模型;然后,在电压不平衡条件下,分析了系统不同控制目标的二倍频纹波补偿量,并设计了谐振控制器以便快速有效地跟踪纹波;最后,应用滑模控制策略对功率环进行设计,并通过对Lyapunov方程的求解确定Vienna整流器输出电压控制量。在MATLAB/Simulink上搭建了Vienna整流器仿真平台,对所提的谐振滑模控制策略的有效性进行了验证。仿真结果表明,该策略提高了系统在电网不平衡条件下的稳定性及控制精度。与传统PI控制策略相比,在电网不平衡下,Vienna整流器交流侧负序电流被抑制到原有的35.7%,有功功率纹波减少了67%。     

不平衡电网下Vienna整流器混合无源控制研究

针对当前Vienna整流器在电网电压不平衡时存在控制策略的控制结构较为复杂、系统响应速度慢、鲁棒性差等问题,本文基于其在电网电压不平衡时的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)数学模型,提出一种电压外环采用自抗扰控制与电流内环采用无源控制的混合控制策略。该策略只需要交流电压和电流、直流侧电压的实时值,无需对各电量进行正负序分解,控制结构简单;而且可以实现交流侧输入电流正弦化、单位功率因数,直流侧快速跟踪电压期望值并具有很好的鲁棒性。仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

三相电压型PWM整流器设计方法的研究

选择固定开关频率电流控制策略,给出了三相电压型PWM整流器的双闭环结构,按此方法确定了电压、电流PI调解器的设计方法,同时给出了交流侧电感和直流侧电容的计算方法.在MATLAB/SIMULINK环境下建立其仿真模型,仿真结果表明,该方法使主电路参数的取值范围大大缩小,且保证了系统的动态和静态性能,为实际工程中确定主电路参数和系统设计提供了可靠依据,对三相PWM整流器系统设计有实际意义.     

估计网侧电压的PWM整流器无交流电压传感器控制

根据PWM整流器在两相静止坐标系下的数学模型,提出一种直接估计网侧电压用以实现无交流电压传感器控制的方法。利用滑模观测器(SMO)重构网侧电压并详细分析了观测器的原理和设计步骤,采用谐振式滤波器(RTO)从等效控制信号中提取电压信息,避免了使用低通滤波器带来的信号延时问题。为了削弱系统抖振,将电压估测值作为反馈引入观测器电流模型中,构造一种新型滑模观测器。仿真和实验结果表明使用该观测器的PWM整流器具有良好的动静态响应,验证了所提出的无交流电压传感器控制策略的有效性和准确性。     

三相PWM整流器不平衡电网下的功率波动抑制控制

在电网电压不平衡下三相电压型整流器会产生负序电流致使有功功率和无功功率波动,而功率的波动又会导致网侧电流的畸变和直流侧电压的波动,从而影响整流器的工作性能.为了解决这些问题,本文利用不平衡电网下无功功率的新定义在α-β两相静止坐标系下建立了三相PWM整流器的数学模型,推导出有功和无功的功率表达式,得到了更为简单的参考电...     

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DSP实现的单相高效整流器

PWM整流器具有单位功率因数,谐波含量低,能量可逆传送等特点。介绍了单相全桥的高效整流器的电路拓扑结构和工作原理,针对单相电路直流侧二次纹波电压的特征,系统采用纹波电压补偿的方法;对于网侧电流的控制则采用了响应速度较高的定频滞环电流控制策略。给出了以TMS320F2407为控制芯片的系统硬件和软件实现过程,给出的实现思路对工程实际有一定的指导意义。     

BoostPFC变换器的离散滑模控制

针对单相AC／DC Boost变换器,提出基于离散滑模变结构电流内环控制与数字PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统。其中离散滑模控制器采用在滑模面设计中对系统施加期望动态响应的方法来得到控制器的主要参数。另外,数字控制可以使开关切换采用固定的开关频率,消除了传统滑模控制因切换频率不固定带来缺陷：仿真实验结果表明,这种控制系统设计兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI调节器稳定性好的优点。     

交流伺服系统的高响应电流环控制

分析电压输出滞后、电流采样延时和交直轴(d-q轴)电压耦合等制约电流环带宽提高的因素,提出一种复矢量解耦的电流环预测控制算法.采用电流环预测控制算法提高电流环响应;对当前时刻电流进行采样,得到下一时刻的电压,减少电流采样延时;采用占空比双次刷新控制算法缩短电压输出滞后时间;采用复矢量解耦的方法解决d-q轴电压耦合问题,进一步提高电流环性能.结果表明:相较于比例-积分控制算法,文中方法具有更优的电流环响应性能.     

基于双滞环空间矢量控制的电动机电子负载的研究

本文提出一种能量回馈式交流电子负载,主电路采用两个电压型PWM变换器构成的AC/DC/AC结构.前级PWM变换器实现异步电动机模拟功能,采用改进双滞环空间矢量控制方式,并进行预测来计算误差电流.后级PWM变换器实现能量回馈,采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式,并结合模糊控制实现单位功率因数逆变.仿真结果表明,设计的电子负载可以对电动机动态特性精确模拟,具有较好的动态性能和抗干扰能力,并使能量以单位功率因数回馈电网,节约电能.     

虚拟同步控制的港口岸电电源阻抗建模及稳定性分析

为增强系统惯量和阻尼,虚拟同步控制被广泛应用于港口岸电电源中,但虚拟同步控制的港口岸电电源与船舶PWM整流器负荷之间可能存在交互失稳问题.因此,本文首先根据其多时间尺度控制特性,提出了虚拟同步控制的港口岸电电源的分频段dq阻抗模型.其次,基于所建dq阻抗和广义奈奎斯特稳定判据的稳定性分析表明,港口岸电电源的交流电压环与船舶PWM整流器负荷的直流电压环之间存在控制交互作用,进而会诱发系统振荡.增加港口岸电电源的交流电压比例和谐振系数,或减小船舶PWM整流器负荷的直流侧电压比例系数可增强港口岸电供电系统的稳定性.最后基于硬件在环实验平台,验证了阻抗模型和稳定性分析结果的有效性.     

二极管钳位三电平逆变器电源设计

介绍了一种基于DSP的二极管钳位三电平逆变电源设计．主电路前级采用推挽电路升压整流,为后级提供稳定的直流母线电压．后级采用二极管钳位三电平逆变电路,产生稳定的220V／50Hz交流电压输出．电源采用数字化控制,驱动信号由DSP计算产生．逆变器工作于恒压模式,采用电压电流双闭环PI控制策略,通过PI算法调节三电平逆变电路的驱动占空比来实现闭环控制．最后制作了1kW的样机进行验证,实验证明,方法可行,具有好的应用前景．     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）,并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化.为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制.这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应.MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性.     

基于MSP430F169的集成运放参数测试仪设计

介绍了以MSP430F169单片机为核心的集成运放参数测试仪的设计。阐述了运用辅助放大器法测量集成运算放大器参数的原理,并对单片机控制选择测量参数、切换量程和单片机处理数据的过程做了详细的论述。实验结果表明该测试仪能准确测量运算放大器的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比等参数。     

三电平变流器直流电压平衡控制方法

为研究三电平变流器直流电压平衡的问题 ,建立了三电平变流器的数学模型 ,详细分析了空间矢量脉宽调制(PWM)的特性和直流环电容电压平衡调节的基本原理 ,提出了一种新型的基于交流电流方向检测的直流电容电压平衡控制方法。该方法通过实时检测三相交流输出电流方向得到方向函数 ,利用该函数选择一个 PWM周期内不同电压矢量作用时间来控制中点电流的方向 ,实现电压平衡。该方法可以使得直流电容电压的平衡不受变流器功率因数过低和功率流向的影响。