矩阵式变换器的输入功率因数控制

矩阵式变换器输入滤波器会引起滤波前后电流基频分量的相位差,降低矩阵式变换器的输入功率因数。为了保证其输入功率因数始终接近1,以减小对电网的不利影响,提出了一种自适应控制方法。根据输入电压和电流值计算输入滤波器前后的电流相位差,并据此实时调节输入相移角的设定值,实现在任意工况下对输入功率因数的有效控制。在一台基于逆阻式IGBT(RB-IGBT)的矩阵式变换器驱动异步电机调速系统样机上进行了实验测试。在不同负载情况下,采用该方法均有效减小了输入功率因数角,使输入功率因数始终接近于1,从而改善了矩阵式变换器的输入性能。     

采用直接转矩控制的矩阵式变换器的仿真

为提高交流调速系统的性能,并且减小对电网的污染,提出了一种将矩阵式变换器与直接转矩控制相结合的组合控制篆略．该策略先将矩阵式变换器等效成整流器和逆变器的组合,然后在逆变侧进行直接转矩控制,在整流侧进行电流空间矢量调制,最后将两侧的策略进行综合,并转化成矩阵式变换器9个开关的控制信号．按这种策略进行控制的矩阵式变换器,既可实现对异步电机进行动态性能优良的直接转矩控制,又可获得良好的输入电流波形以及可调的功率因数．仿真结果表明,文中提出的策略不仅可行,而且系统性能优良．     

基于占空比动态分配控制的并联交错CCM PFC变换器

为减小甚至消除均流过程对总输入电流及输出电压的扰动,以提高输入功率因数. 在平均电流控制策略的基础上,提出一种控制占空比在并联变换器内部动态分配的均流控制器,即只在并联变换器内部,根据其电流偏差程度进行占空比动态调节来实现均流. 同时,采用单DSP实现并联PFC变换器电感电流的均匀交错,以减小系统滤波器的体积和提高系统的效率. 以3个功率因数校正(PFC)变换器并联为例,利用提出的研究方案获得了良好的均流性能,并实现了并联PFC变换器电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波. 实验结果证明了该控制方案的正确性,为并联的大功率功率因数校正变换器的数字控制提供了解决方案.     

PFC变换器输入电流过零畸变校正

功率因数校正(PFC)变换器普遍存在输入电流在输入电压过零点附近发生畸变的现象.现分析了PFC变换器输入电流在输入电压过零点附近产生畸变原因的基础上,针对PFC变换器的输入电流超前于输入电压,从而导功率因数不为1和输入电流过零畸变的问题,提出了一种在输入电压过零点,根据输入电流实测值对PFC变换器的给定电压信号初始相位进行实时调整的数字控制方法,从而达到改善变换器输入电流过零畸变和提高功率因素的目的.通过仿真分析验证,该控制方法有效,特别是在400Hz输入电压时该方法取得了特别好的效果.     

一种无桥PFC变换器的预测电流控制算法

针对无桥PFC变换器控制方法中存在控制效果差、动态响应慢等问题,提出了一种新型的预测电流控制算法。该算法首先采集前馈输入电压、输入电流和输出电压等3个控制量,然后将采集到的前馈输入电压送入到电压项,输入电流和输出电压送入电流项,计算出下一个周期输入电流跟踪参考电流所需要的占空比,以对功率因素进行校正。为了验证该控制算法的有效性,对预测电流控制算法及传统平均电流控制算法的控制效果进行了仿真比较,同时,设计并制作了一台实验样机进行实际测试。仿真和实测的结果均表明,预测电流控制算法对输入电流的控制效果好,输入电流能较好且快速地跟踪输入电压,有效提高变换器的功率因数和动态响应速度,减小输入电流的THD值。     

并联交错临界连续PFC变换器的单周期控制

为了利用临界连续导电模式功率因数校正器(PFC)高效的优点,将其应用到较大功率场合,提出一种用于临界连续PFC的单周期控制策略。采用开关频率和采样频率可变的方法,利用单数字信号处理器实现了3个临界连续PFC变换器的并联交错运行。提出的针对临界连续PFC变换器的单周期控制器无需对开关的高频峰值电流、电感电流过零点进行检测与判断,简化了临界连续PFC变换器的控制。实验结果表明:该方案可实现临界连续PFC变换器输入电流和输出电压的有效控制,可在保证高的输入功率因数同时,获得稳定的直流输出电压。     

并联交错临界连续PFC变换器的单周期控制

为了利用临界连续导电模式功率因数校正器(PFC)高效的优点,将其应用到较大功率场合,提出一种用于临界连续PFC的单周期控制策略。采用开关频率和采样频率可变的方法,利用单数字信号处理器实现了3个临界连续PFC变换器的并联交错运行。提出的针对临界连续PFC变换器的单周期控制器无需对开关的高频峰值电流、电感电流过零点进行检测与判断,简化了临界连续PFC变换器的控制。实验结果表明:该方案可实现临界连续PFC变换器输入电流和输出电压的有效控制,可在保证高的输入功率因数同时,获得稳定的直流输出电压。     

基于矩阵变频对交流异步电机四象限运行控制算法的研究

近年来出现了一种新颖的矩阵式变频电路,这种电路也是一种直接变频电路。矩阵式变频电路输出的电压可以控制为正弦波,频率不受电网的频率的限制;输入电流也可控制为正弦波且和电压同相,功率因数为1,也可以控制为需要的功率因数,能量可双向流动。本文基于矩阵变频对异步电机的四象限运行的控制做了研究。     

反激式电流谐振型功率因数校正电路的研究

提出一种具有零电流关断（ZCS）的反激式单级功率因数校正（PFC）变换器，这种变换器工作在输入电流不连续导电方式（DCM），综合了电流谐振技术与PFC技术，具有控制简单，输入电流自动跟踪输入电压，功率因数较高的特点，分析这种变换器的工作原理，并在输出功率为30W的条件下进行了实验验证。     

三相隔离型ZVZCS—FB—SPWM整流器控制系统

论文建立了一相ＺＶＺＣＳ－ＦＢ－ＳＰＷＭ整流器在ｄｑ旋转坐标上的平均数学模型;提供了输入电源功率因数和直流输出电压的解耦控制途径,对输入电流采用开环控制,通过稳态补偿使输入滤波器的相角移动,达到在数为１;对输出ＤＣ电压采用典型的单环控制方案,同时探讨了三相输入滤波器的传输特性及设计原则,通过计算机仿真验证了变换器平均模型的正确性和系统设计的可行性。     

基于矩阵式变换原理的三相可控整流器

基于三相-三相矩阵式变换器(MC)的拓扑与开关函数矩阵，建立了一种三相可控整流器(三相AC／DCMC)的拓扑和开关函数矩阵．该整流器的最大输出电压幅值可达输入相电压幅值的1．5倍，输出电压极性任意可调，并具有宽范围输出电压调节、正弦输入电流零位移以及电能双向流动等能力，是一种通用的三相可控整流器．其应用场合包括AC／DC电动机传动、直流励磁、有源电力滤波、功率因数校正等许多领域．利用SIMULINK4．1进行仿真研究后，采用开关函数算法和一步换流策略实现了一种三相AC／DCMC带负载系统．仿真与实验结果验证了理论分析的正确性．     

智能接触器充电与控制模块设计

接触器控制模块充电过程通常由整流滤波环节完成,该环节导致输入电流畸变,给电网带来较为严重的谐波污染,但现有接触器控制方案缺少谐波抑制功能。故本文采用模块化思想设计了智能接触器的充电与控制模块,充电子模块采用电压外环电流内环策略,可抑制输入电流谐波;同时,控制子模块采用线圈电流滞环策略,实现接触器稳定运行。以CJ20-400A为对象进行实验验证,结果表明在不同电压下,所设计的模块可改善输入电流畸变,获得较好的功率因数校正和谐波抑制效果。     

基于MATLAB的有源电力滤波器研究

采用电流滞环跟踪控制方法,设计三相并联型有源电力滤波器,控制其产生预期的补偿电流。应用MATLAB的电力系统模块对整个有源电力滤波器进行仿真研究,能够实时、准确地检测电网中瞬态变化的谐波与无功电流,实现精确补偿,使电网电流得到改善。通过对电网电流、负载电流和有源滤波器的输出电流进行FFT分析,结果表明有源滤波器达到了预期的电流补偿效果,有效地抑制了电网谐波,显著改善了与电网连接处的电能质量。     

有源功率因数校正电路的研究与实现

电力电子换流装置的正常工作依赖市网供电,然而其内部存在的AC-DC模块却很容易使输入电流发生畸变,针对导致的谐波污染和用电安全问题,在分析了升压型有源功率因数校正电路工作原理的基础上,提出了一种以NCP1654芯片为核心的有源功率因数校正电路的设计方法,并先后完成样机电路设计、主要元器件参数的计算与选择、仿真分析、样机测试;仿真与样机测试结果显示,该有源功率因数校正电路控制简单,功率因数高,电流波形失真小,可以实现谐波的消除和输入电流相位的校正,提高了系统的电能效率与功率品质,保证了电网和电气设备的经济安全运行,达到了国内技术监督局和国际电工委员会要求的电网谐波标准。     

基于谐波状态空间的逆变器滤波电路状态评估方法研究

逆变器已经成为现代电网不可或缺的部分,广泛应用于电网与可再生能源和各种负荷之间。逆变器末端的滤波电路属于重要的部件之一,其参数状态决定于逆变器的品质及可靠性。首先通过建立谐波状态空间数学模型,获得输入量与输出量之间的耦合关系,然后注入扰动电压到逆变器输入端,通过检测输出电流的信号,利用输出量与输入量之间的耦合关系来判断逆变器滤波电路的状态情况,并将仿真所得到的输出电流的谐波含量与滤波电路元器件参数的改变关系拟合成线性关系图。最后通过实验样机验证了方法的有效性。     

新型的单相Buck电路实现功率因数校正

提出了一种不连续电容电压的单相Buck电路实现功率因数校正方法，在不控整流桥后采用LC滤波，选择合适的输入滤波电容值，电容电压工作在不连续模式下，同时使得输入电容电压峰值跟随整流输入电压的包络，可获得单位功率因数．在输出滤波电感后采用并联谐振滤波，解决了Buck电路中输入电压低于输出电压时输入电流波形的畸变问题，使得输入电流为正弦波，同时消除了Buck功率因数校正电路中普遍存在的输出电压100Hz的交流成分．该变换器电路控制简单，由恒定占空比的脉宽调制(PWM)控制．仿真结果和试验电路验证了所提方法的有效性．该电路功率因数为0．99，电流THD值为4％．     

不平衡输入三相--单相矩阵变换器电流解耦控制策略

分析了三相-单相矩阵变换器(3-1MC)输入侧低次谐波的产生原因,推导了功率补偿拓扑结构下的输出侧与补偿侧调制函数约束关系式.研究输入电压不平衡下,含电容补偿单元的3-1MC单网侧电流反馈控制策略无法对输入两相旋转坐标轴(dq轴)下的直轴与交轴电流分量实现无静差控制,提出了在功率补偿下对输入三相电流作正序、负序dq轴分解,分别独立对输入双dq轴下正序、负序电流作解耦内环,输出侧与补偿侧电压加权合成为外环的双闭环控制.实验与仿真结果均表明该策略不仅使3-1MC具有功率补偿功能,而且有效抑制了电压不平衡引起的输入电流与输出电压所含低次谐波,提高了3-1MC在单相用电场合的实用性.     

一种高效率的积分复位控制单相功率因数校正

介绍一种高效率相Boost型功率因数校正电路，通过对传统Boost型功率因数校正电路进行改进，提高了其效率。提出采用积分复位控制电路以实现单位功率因数。积分复位控制（IRC）高效率单相Boost型功率因数校正技术（PFC）具有常频控制，有利于滤波器的设计；控制电路简单，控制思路清晰，不需要乘法器；控制效果好，输入电流波形很好地跟踪输入电压波形；变换器的效率高等特征，仿真和试验结果很好地证明了理论分析的正确性。