基于VIENNA的三相整流器研究与实现

三相三电平VIENNA整流器作为一种三电平BOOST箝位结构变换器,其在设备功率因数的提高,电流的总谐波畸变降低方面与其它一些三相PFC整流器相比较是有这一些显著的优势的。在控制策略方面,单周期控制作为一种直接电流控制技术,在对VIENNA整流电路的控制方面可以同时完成脉冲调制和电流控制。通过仿真的结果,进行实物搭建、调试,验证整个实验过程的可行性。最后的调试结果显示,整流器可以很好的提高功率因数,并使电流波形有效跟踪电压波形。     

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.     

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%.     

一种新型的单相三电平单级功率因数校正电路

回顾了单级功率因数校正电路的发展状况，总结了多种单级PFc（功率因数校正技术）变换电路的优缺点，指出目前单级PFC变换电路需要解决的主要问题，并就此问题介绍了一种新型的单相三电平单级PFC电路，分析了其工作过程，并给出了仿真和实验结果。     

航空三相有源功率因数校正技术比较

总结了航空电源标准的要求,指出航空三相功率因数校正(PFC)的设计需要特别考虑频率变化和电源电压不平衡条件下输入电流的谐波和直流输出电压的纹波。通过综述航空三相PFC的研究现状,选择了3种典型航空三相有源PFC方案——三相脉冲宽度调制(PWM)整流器、传统有源电力滤波器(APF)和广义APF,建立了3种方案的单相统一模型,对其谐波特性进行了理论分析和开关应力的计算,以比较3种方案的效率和功率密度。对3种方案分别设计了5kW的航空三相PFC,通过仿真结果对理论分析进行了验证。结果表明:将广义APF应用到航空三相PFC中具有较大的技术优势。最后指出需要解决广义APF直流输出电压不可控的问题和滤波电感的优化设计的问题。     

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。     

基于MATLAB的三电平逆变器SVPWM仿真研究

介绍三相三电平二极管中点钳位逆变器(NPC)的拓扑结构,分析三电平逆变器的优点.针对逆变器控制特点,利用空间电压矢量控制算法(SVPWM)灵活性的优势,在Simulink工具箱中搭建SVPWM控制算法仿真模型;该算法与异步电机相结合,仿真结果表明,交流测电压正弦波形度良好,扇区判断结果正确,最后给出了系统仿真模型,为实际控制系统设计和调试提供了理论依据.     

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.     

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%。     

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。     

三相三电平电压型逆变器仿真建模与特性分析

利用MATLAB软件中的电力系统模块库(PSB),为三相三电平电压型逆变器建立了仿真模型,对其输出特性进行了仿真分析,并利用快速傅里叶变换(FFT)分析工具对逆变器的输出电压进行了谐波分析．仿真实例表明了此模型和仿真方法的正确性．     

两级式三相光伏并网逆变器的控制及仿真研究

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心部分,其直流侧工作电压必须高于电网峰值电压,故光伏发电系统一般采用Boost+逆变器两级式拓扑结构.以两级式三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了其工作原理.前级Boost变换器控制实现MPPT控制;后级DC-AC变换器控制采用电压外环、电流内环双闭环控制,实现直流侧电压稳定和单位功率因数并网.最后在Matlab中搭建了两级式三相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性.     

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。     

可再生能源并网变流器控制策略的仿真研究

介绍了两电平可再生能源并网变流器主电路的拓扑结构和工作原理,采用SPWM调制方式,设计了外环电压内环电流的双环PI控制器.使用MATLAB/SIMULINK工具搭建了整个系统的仿真模型,仿真结果表明,系统能够实现电流解耦、单位功率因数并网以及能量的双向流动,同时验证了控制策略的正确性.     

电压三相不平衡时MMC型固态变压器的联合控制

针对网侧电压三相不平衡时电流负序分量使电流迅速增加进而危及系统安全的问题，提出电压三相不平衡时模块化多电平换流器(modular multilevel converter,简称MMC)型固态变压器的联合控制策略.在对电流正负序分量进行双序控制的基础上，设计了环流抑制器.仿真实验结果表明该联合策略具有有效性.     

基于MATLAB的三相电压型变换器的仿真

电压型变换电路是利用PWM控制方式以及由全控型器件组成的电路,具有网侧电流谐波低、单位功率因数、能量双向流动等优点.文中对三相电压型PWM变换器的原理及控制策略进行分析,利用MATLAB建立三相电压型单桥和双桥逆变电路的模型,并对基于PWM控制的ACDC-AC变换器进行仿真,仿真结果验证此变换器做为负载模块具有提高电能质量管理的作用.     

三电平逆变器的点电压平衡控制

为解决电压型逆变器中点电压不平衡问题,分析了中点钳位式(NPC)三电平逆变器的基本原理,介绍了三电平逆变器的SVPWM算法.根据正负小矢量对中点电位的影响提出了两种平衡中点电位的控制策略,并通过设定电压误差滞环把两者结合起来.仿真结果表明,该方法能有效约束三电平逆变器的中点电压.     

一种改进的三电平逆变器空间电压矢量PWM控制技术

根据三电平逆变器空间电压矢量PWM控制原理,针对过调制问题,提出了一种改进的空间电压矢量PWM控制技术,并推导了三电平逆变器空间电压矢量在各个过调制区域内的等效作用时间算法.仿真实验结果表明该方法在过调制时能够保证线性调制关系,有效抑制谐波,提高电压利用率.     

DSP实现无输出电压采样的功率因数校正

提出一种无输出电压采样的功率因数校正(PFC)控制策略,它既不需要采样电感电流,也无需采样直流输出电压,输出电压由电压控制增益K直接控制,电路成本得到降低.由于该控制策略算法比较简单,故计算量大大减少,数字信号处理(DSP)速度与开关频率之间的矛盾得到缓解,可以提高PFC电路的工作频率.通过制作实验室模型,编写了DSP程序,利用TMS320LF2407A定点DSP, 实现了开关频率为100 kHz的单相PFC电路的数字控制,获得满意的效果.     

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.