单相PWM整流器定频模型预测功率控制算法

针对传统单相PWM整流器开关表直接功率控制算法的系统功率脉动大、开关频率不固定、网侧谐波高等问题,借鉴三相PWM整流器的模型预测直接功率控制(MP-DPC)算法,提出了一种基于占空比优化的单相PWM整流器MP-DPC算法。首先,依据瞬时功率理论,通过虚拟坐标系构造网侧电压与电流的旋转矢量,给出了一种单相系统功率求解算法;然后,研究不同开关状态对系统功率的影响,给出了单相PWM整流器最优开关状态选择与占空比求解的MP-DPC方法;最后,分别对滞环开关表DPC与MP-DPC算法进行了计算机仿真及半实物实验对比研究,结果表明:与滞环开关表DPC算法相比,该MP-DPC算法具有控制精度高、开关频率恒定、网侧电流谐波含量低等优点,也验证了该算法的有效性和优越性。     

基于模型预测的三相PWM整流器直接功率控制

针对三相PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定、网侧电流谐波分量高、系统调节时间长等问题的分析,提出了一种基于模型预测(P-DPC)的三相PWM整流器直接功率控制方法。该方法将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,完成对下一个周期开始时功率给定值的跟踪控制,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率。仿真结果表明,该方法具有良好的动态和稳态性能,有效降低了交流侧电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。     

LCL滤波的PWM整流器固定开关频率控制研究

传统的PWM整流器用L滤波器来滤除谐波,而LCL滤波器可以用较小的电容电感值达到较好的滤波效果。但是LCL滤波器存在谐振效应,会影响系统的稳态性能,大大增加了整流器控制的复杂性。对基于LCL滤波的PWM整流器采用一种固定开关频率控制策略,不需要电容电压或电流传感器,就可以实现系统的稳定运行。最后的仿真结果证明了方法的可行性。     

一种LCL滤波器并网逆变电源准定频直接功率控制策略

针对传统逆变电源直接功率控制（DPC）开关频率不固定,导致系统输出滤波器设计困难,提出了一种LCL滤波器并网逆变电源准定频DPC策略。在传统并网逆变电源DPC的基础上,引入LCL输出滤波器,在低开关频率条件下实现了系统并网电流的低畸变,同时大大减小了并网总电感大小。对于LCL滤波器引入的高频谐振问题,引入了有源功率阻尼控制环节,保证了系统良好的稳定性和高并网性能。仿真试验结果表明,所提出的控制策略性能优良,在新能源并网发电领域有一定的应用参考价值。     

LCL滤波的PWM整流器直接功率控制

提出一种LCL滤波PWM整流器的新型直接功率控制策略,采用网侧电流计算瞬时功率,利用电容电流构造阻尼功率,为了改善无功功率的控制效果,使用三电平滞环比较器和新型开关表。仿真结果表明网侧电流畸变率很低,功率因数接近于1,且谐振得到了有效抑制,证明了所提方法的有效性和正确性。     

LCL滤波PWM整流器的新型准直接功率控制

针对LCL滤波器存在谐振、需要采取有源阻尼控制的特点,在推导功率与网侧电流关系的基础上,提出一种三相电压型LCL滤波PWM整流器的新型准直接功率控制策略。交流侧采用功率外环和电流内环的双环结构,功率环为电流环提供电流指令,电流环引入电容电流反馈,实现有源阻尼。介绍了控制系统的结构,详细分析了控制器的设计过程。所提方法具有原理清晰,简单易实现的优点。仿真结果表明系统稳定,谐振得到抑制,网侧电流正弦度高,功率因数接近于1,稳态和暂态性能优良。     

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制（direct power control,DPC）的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVAl20智能功率模块,设计50kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10kHz、5us的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC—SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。     

三相电压型PWM整流器新型开关表直接功率控制EI北大核心CSCD

该文以三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器为研究对象,提出一种基于新型开关表的直接功率控制(direct power control,DPC)策略。首先,根据两相旋转dq坐标系下整流器数学模型计算开关矢量对有功功率和无功功率的控制幅度,并归一化处理进行定量分析,以此为基础将传统DPC的12扇区重新划分为24扇区。然后,设计有功功率差值区间判断器,根据其输出值Cp和有功功率与无功功率滞环比较器的输出值Sp、Sq,选择当前扇区最佳开关矢量构造新型开关表,实现对有功功率的精确控制。仿真对比表明,该新型开关表不仅克服传统开关表对无功功率控制能力差的缺点,而且改善网侧电流总谐波失真,降低输出直流电压波动和有功功率与无功功率脉动。最后,搭建一台800W三相电压型PWM整流器样机,通过对比实验验证所提控制策略的正确性和有效性。     

基于新开关矢量表三相PWM整流器DPC系统

传统PWM整流器直接功率控制(DPC)中,靠近基本电压矢量的地方,容易出现无功功率失控现象,导致网侧电流出现畸变和较大的直流电压波动。从PWM整流器瞬时功率数学模型出发,分析了开关矢量对瞬时有功功率和无功功率的作用机理,设计了一种基于新扇区空间划分方法和新开关矢量表的PWM整流器DPC策略,该方法具有兼顾有功功率调节的快速性、抑制无功波动和降低开关频率的功能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

改善电压型PWM整流器DPC系统性能的策略

通过电压型PWM整流器的数学模型,分析了PWM整流器直接功率控制(DPC)的原理,讨论了功率滞环比较器环宽对PWM整流器的影响.为降低开关频率和减少开关损失,需增加功率滞环比较器环宽,否则引起瞬时有功功率和直流电压波动,影响系统的性能;对此,提出了一种设置扇形边界死区的控制策略,即消除在扇形边界误选开关量,使瞬时有功功率和直流电压波形趋于平稳,从而改善了系统的性能.通过Simulink环境下的仿真模型仿真,证明了该策略的可行性.     

PWM整流器控制技术的发展

文章分别就三相电压型和电流型PWM整流器主要控制技术、原理、特点进行了系统的分析和综述.三相电压型PWM整流器控制技术包括滞环PWM电流控制、固定开关频率的电流控制、预测电流控制、矢量控制、直接功率控制以及单周期控制;三相电流型PWM整流器技术包括载波调制PWM、特定谐波消除PWM和空间矢量PWM.此外,文中评述了国内对PWM整流器控制技术研究的主要贡献.在此基础上,对PWM整流器控制技术发展趋势进行了展望.     

基于DPC-SVM控制的三电平PWM整流器仿真研究

直接功率控制(DPC)和电压定向矢量控制(VOC)是PWM整流器常用的控制技术。DPC控制动态响应比较快,但其稳态性比较差,而且开关频率不固定,给滤波器的设计带来困难。VOC控制精度高,但算法实现比较复杂。在此基础上提出了一种空间电压矢量控制与直接功率控制结合的控制策略,即DPC-SVM。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环,无功功率参考值设为0,以达到单位功率因数,设计了功率环的参数,对系统进行了仿真研究。结果表明,所提出的控制技术有好的动静态性能,直流母线电压超调量小,电流谐波总畸变率小,并且弥补了直接功率控制和电压定向矢量控制的缺点。     

基于模型预测的PWM整流器直接功率控制

提出了一种新型的控制策略,将模型预测(Model Predict Control,MPC)控制应用于PWM整流器的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)中。这种控制方法是在开关频率固定的情况下以功率误差最小为原则来选择最佳的电压矢量。此外,还设计了控制延时补偿方案,用以消除控制延时所产生的功率误差。实验结果表明这种控制策略不仅实现了网侧电流正弦化和单位功率因数,而且还获得了更好的稳态性能和更快的动态响应速度。该控制策略以新颖的方法实现了定频直接功率控制,简化了整流器系统参数的设计。     

基于根轨迹法的单相PWM整流器比例谐振电流调节器设计

比例-谐振(PR)调节器可以实现单相PWM整流器的电流环无静差控制。传统的PR调节器整定方法是分别调整比例和谐振系数,在开关频率\采样频率很低时,电流环不容易稳定。本文在离散域中直接进行设计,用根轨迹法配置电流控制器的零点和增益,保证了电流环的稳定性,并且使电流控制具有良好的稳态和动态性能。仿真和实验结果验证了设计方法的有效性。     

改进型零电压转换PWM软开关功率变换器的实现机理分析

为改进传统谐振缓冲功率变换器(RSI)应用于高精度场合纹波较大的问题,提出一种改进型零电压转换(ZVT)脉宽调制(PWM)软开关功率变换器。通过LC环节减小输出电流纹波,并采用负载分段实现软开关的方式。轻载下利用交变的滤波电感电流实现主开关器件的零电压开通,重载下通过合理的导通谐振回路实现软开关,同时辅助开关器件实现零电流开关。该拓扑可采用PWM控制,具有效率高、纹波噪声小和开关频率固定的优点。通过分析电路的实现机理,对各工作时区进行解析计算,并给出实现软开关的条件。最后通过实验,在200kHz的开关频率下,验证了电路的有效性。相比于硬开关,效率得到了很大的提升,而相比于RSI在效率上虽有降低,但输出噪声却大幅减小。     

PWM整流器的定频直接功率控制

直接功率控制(DPC)和常规的电压定向控制(VOC)是PWM整流器常用的控制技术。直接功率控制动态响应比电压定向控制要快,但其稳态特性不如电压定向控制,而且开关频率高且不固定,给滤波器的设计带来困难。在这两者的基础上提出了一种新的定频直接功率控制技术。该控制结构为直流输出电压外环,功率控制内环,无功功率参考值设为0以达到单位功率因数;同时用PWM调制模块代替滞环,得到定频的直接功率控制。分析了该控制结构的特性,并进行仿真研究。结果表明,所提出的控制技术有好的动静态性能,电流畸变量小,而且弥补了直接功率控制和电压定向控制的缺点。     

一种新型三相双频PWM整流器

为了能够抑制开关纹波,同时提高整流器的转换效率,此处提出了一种新型三相双频脉宽调制(PWM)整流器拓扑结构和控制方法。三相双频PWM整流器由功率整流单元和辅助单元组成。功率整流单元以低开关频率将有功功率从电网传输到负载,从而减少开关器件的损耗,提高转换效率。辅助单元以高开关频率运行,其作用是消除功率整流单元产生的电流纹波,改善电能质量。该整流器采用前馈方式消除开关纹波,因此可以避免参考电流的提取和控制带宽的限制。介绍了三相双频PWM整流器的拓扑结构和纹波消除原理,并给出了相应的控制策略。最后,在10 kW实验样机上验证了三相双频PWM整流器的性能。     

4象限H桥功率单元PWM整流器的比例-积分-谐振控制

4象限H桥级联型多电平变换器的功率单元中,由于单相H桥逆变器的输出功率中含有2倍于输出电压频率的脉动分量,如果输入级的PWM整流器采用传统的控制策略,直流母线电压也将会含有该频率的脉动。在PWM整流器电压定向控制中,使用比例-积分-谐振(PIR)调节器控制电压环和电流环,抑制了直流母线电压的脉动,在小功率平台上的实验证明了该控制策略的有效性。     

三相电压型PWM整流器直接功率控制研究

本文分析了三相电压型PWM整流器直接功率控制(DPC)系统的组成,研究了其实现方法,并对整流器DPC系统性能在Matlab/Simulink环境下进行仿真研究。仿真结果表明DPC系统控制效果优异,实现了交流侧电流的控制,并能够有效的对有功功率和无功功率进行控制,使整流器接近于单位功率因数运行。     

三相电压型PWM整流器双滞环电流控制策略的研究

提出了一种适用于三相无中线PWM整流器的定频滞环电流控制改进算法。其主要原理是利用三相PWM整流器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制。最后在MATLAB/simulink工具箱中进行了仿真验证。该改进算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效的克服了开关频率变化不固定、开关损耗增大等问题。