三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略

针对三相四桥臂逆变器常用的控制方法或者属于开环控制,或者需要大量繁琐的计算,不适用于对动静态性能要求较高的中高频逆变场合这一缺点,提出一种三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略。该控制策略依据电压电流双闭环控制原理,通过对三相四桥臂逆变电路建立电压电流方程,推导三相输出电压对称所需要的条件,从而发现三角波在各相桥臂的控制中起到至关重要的作用。前三相桥臂在电压电流双闭环控制的基础上在调制信号中注入三角波,使得调制比可以大于1,提高了逆变器的直流电压利用率;第四桥臂则利用构造出的三角波作为调制信号进行PWM控制,确保逆变器在不平衡负载条件下输出电压对称。设计一台6 k VA原理样机,仿真和实验结果证明了该控制策略的可行性。     

三电平四桥臂低压SVG控制与应用研究

分析了三相三电平四桥臂逆变器的结构及优越性能,并将其作为三相SVG的主电路结构用以实现由于负载不平衡引起的三相四线制中性线电流的补偿。分析了其工作原理及数学模型,提出了基于载波层叠PWM方法的控制策略,实现对不平衡负载系统有效的无功补偿及中性线电流的控制,简化了传统三电平逆变器结构的控制方法:针对二极管钳位型三电平逆变器固有结构造成的直流侧电容电压中性点电位不平衡问题,分析了其不平衡原理,采用直流电压双环控制进行了电容电压稳定及均压控制,有效地平衡了直流侧电容电压。仿真结果验证了所提出的三电平四桥臂结构在提高输出波形质量和降低损耗方面的优良性能。     

一种三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略

基于三相四桥臂电压型PWM逆变器的工作原理,研究了双闭环控制策略,并在此基础上研究了利用三相半波整流器实现三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略。此方法采用双闭环控制方法控制前三桥臂,采用三相半波整流器对前三相调制信号进行处理以获得第四桥臂信号控制,系统结构简单、易于控制。系统可采用纯模拟器件实现,有效地避免了DSP处理能力有限对PWM开关频率的限制,有效提高系统的开关频率,具有动态响应速度快,输出电压波形谐波含量低等特点。此外,三角波注入提高了直流电压利用率,增强了系统带不平衡负载的能力。仿真结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。     

采用三相四桥臂抑制逆变器共模干扰的SPWM控制策略

为了减少三相三桥臂逆变器因电路不对称而产生的共模电压和电流,提出了一种基于三相四桥臂结构的正弦波脉宽调制(SPWM)控制策略.该策略是在SPWM载波移相控制技术基础上,采用跳变后移控制方法,确保任何情况下逆变器四个桥臂的输出都能达到平衡,从而抑制共模干扰的产生.与原来的三相四桥臂SPWM载波移相控制策略相比,该策略突破了SPWM调制指数必须小于0.666的限制,避免了直流电压利用率低下的缺陷,适用于在任意调制指数情况下的工作.仿真和实验证明了该方法的有效性.     

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题。采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象。为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案。该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压。最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性。     

三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略

三相四桥臂逆变器较成熟的控制策略都需依赖数字信号处理器来实现,但数字化控制的精确性受较多因素制约,其控制效果在一些场合并不理想。本文在分析了三相四桥臂逆变器数学模型的基础上,研究了一种三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略,各相桥臂采用了改进的电压电流双闭环控制,通过加入谐振控制器提高逆变器的稳态精度,通过补偿零序谐波提高逆变器的输出正弦度和直流母线电压利用率;第四桥臂采用零序谐波电压PWM控制,保证了逆变器具有较强的带不平衡负载能力。仿真和实验验证了该控制策略具有方法简单、易于模拟电路实现、逆变器输出波形质量高、带不平衡负载能力强、动静态性能良好等优点。     

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题.采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象.为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案.该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压.最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性.     

开关点预置的四桥臂三相逆变器

提出以四桥臂三相逆变器作为变速恒频电源变换器的主电路拓扑,省去了三相三桥臂逆变器中所需的中点形成变压器,减小了变换器的体积和重量。在三相三桥臂采用的开关点预置最优正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)控制方案的基础上,提出了适用于四桥臂三相逆变的开关点预置最优SPWM控制方案：ABC三桥臂的开关角预置仅消除不含零序谐波的低次奇次谐波,通过对N桥臂的预置来抵消前三桥臂所含的低次零序谐波。并在主电路中引入中线电感,减小了第四桥臂的开关电流。仿真和实验结果表明：该变换器不仅具有开关频率低,输出总谐波含量小以及直流电压利用率高的优点,且在不平衡负载时有较好的输出电压对称性。     

四桥臂三相逆变器的解耦控制

四桥臂三相逆变器是针对三相不平衡或非线性负载供电提出来的。由于第四桥臂的滤波电感引起的耦合效应，使三相电压的控制变得十分复杂。该文针对这一问题，提出了一种解耦控制策略，将滤波电感看成电源内部阻抗，并从改变电源内部阻抗思想出发，推导出变换关系，使三相电压控制实现解耦，将复杂的三相电压的控制，转化为单相电压控制问题，同时，解决了第四桥臂电感值的选择问题。该变换需要的参数和变量较少，简化了四桥臂三相逆变器的控制算法。以该解耦变换思想为基础，构造了四桥臂三相逆变器控制系统。仿真结果显示，该逆变器可带任意负载，且具有良好的动态特性和静态特性.     

反向递推法在三相四桥臂逆变器控制中的应用

为了提高三相四桥臂逆变器非线性系统的控制性能,提出将反向递推非线性控制方法应用于此系统.针对三相四桥臂逆变器这个离散的、多模态的非线性系统,采用开关函数和开关周期平均算子建立其数学模型.应用反向递推方法逐步选择虚拟控制量和构造Lyapunov函数,使每个电感电流和电容电压状态分量具有渐近特性,实现逆变器对给定信号的输出跟踪控制,保证整个系统的全局渐近稳定性.仿真结果表明,系统具有良好的静态和动态性能.     

四桥臂并联型有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制电力系统谐波治理,提出了一种四桥臂并联型有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿改进控制方案。谐波电流跟踪控制采用三维空间矢量调制算法,SVPWM具有直流电压利用率高、电流畸变率小等优点;直流侧总电压稳定,采用模糊PI自适应控制,直流侧电压动态响应快,超调小。对SAPF直流侧上下电容电压值平衡控制进行了研究。通过仿真验证了该控制方案的正确性与可行性。     

实现有源功率解耦控制的改进三相四桥臂拓扑

传统三相四桥臂拓扑在含单相/三相不平衡负载或源的微电网系统中备受关注。然而当采用现有策略控制电压三相平衡时,由于单相/三相不平衡负载或源的存在,交流侧电流存在负序分量,将引起瞬时功率二次脉动,耦合到直流侧,导致直流电压或电流含有二次纹波,影响系统性能和寿命。针对该问题,文中提出了一种改进的三相四桥臂拓扑,并通过有源功率解耦控制,在不增加开关器件的基础上,使交流侧的二次脉动功率由交流侧电容提供,直流侧仅需提供交流侧平均功率分量,实现功率解耦并减小系统总电容量。其次,分析了所提拓扑直流侧所需最低电压和开关器件电流应力的影响因素。最后,仿真以及实验结果表明所提改进拓扑和策略在保证电压质量的同时可以实现有源功率解耦,有利于改善系统性能并实现直流侧电容轻量化。     

基于统一数学模型的三相四线有源电力滤波器的电流滞环控制策略分析

提出一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路统一的拓扑结构，三桥臂电容中分拓扑和四桥臂拓扑都是该拓扑结构的一个特例。建立了三相四线并联APF统一的数学模型和性能评价指标体系。在此基础上，文中分析了三相四线并联APF应用电流滞环控制策略时的性能，得出了各桥臂输出电流相互干扰的机理，并对两种电流滞环控制进行了比较，通过具体的仿真计算验证了所得到的结论。该文的理论推导和所得结论为改善三相四线并联APF应用电流滞环控制时的性能提供了较好的理论基础。     

实现动态电压恢复器可靠与经济运行的方法

直流电容器上所存储的能量大小直接决定了动态电压恢复器(DVR)对电压跌落补偿的能力。提出了一种新颖的多DVR共用直流电容的方法,共用电容可以在补偿电压跌落的同时进行能量的补充,省去了为给电容补充能量而专门配制的整流设备,节约了DVR成本。对DVR控制电压跌落的策略进行了分析,结果表明在使用最小能量补偿法时,这种方法能可靠补偿线路深度、长时间的电压跌落。仿真表明了结果的正确性。     

级联动态电压恢复器的研究

配电系统电压跌落时，动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)可以维持敏感负荷侧的电压稳定。文中介绍了级联动态电压恢复器(interline dynamic voltage restorer，IDVR)的结构，该IDVR把不同馈线上2个或2个以上的DVR通过1个直流电容连接起来，当其中一个DVR补偿电压跌落时，另一个DVR对直流电容充电。文中还分析比较了DVR的补偿策略，指出基于最小能量补偿法的IDVR系统可持续补偿较严重的电压跌落，并将负荷电压外环、滤波器电容电流内环的双闭环控制方法应用到IDVR系统中，提高了IDVR系统的阻尼比。仿真实验验证了该IDVR系统的正确性和有效性。     

基于单周控制的四桥臂APF矢量模式研究

本文提出了两种基于单周控制的三电平四桥臂电力有源滤波器矢量模式。研究三电平四桥臂变换器的拓扑结构,分析其等效数学模型,考虑到直流侧电容电压可以自动实现均衡,借助绝对开关状态表提出了两种三电平四桥臂单周控制矢量模式,并详细推导控制目标方程,最后仿真结果表明两种矢量模式能够有效补偿谐波,显著减少零线电流,降低APF的开关损耗,从而验证了所提理论的有效性和可行性。     

适用于微电网的新型馈线间DVR拓扑及控制方法

传统动态电压恢复器(DVR)存在功能性单一、运行经济性差等缺陷。改进型DVR通过在馈线间采用2个DVR共用储能电容的方式解决了运行经济性差的问题,但当2条馈线同时发生电压跌落时仍有一定局限性。首先提出一种多功能馈线间动态电压补偿器(MF-IDVR)的拓扑结构,该结构具备抑制谐波电压、动态补偿双馈线电压跌落的功能;然后,分别提出了MF-IDVR所含有2个独立变换器、直流储能模块的控制策略,及不同工作模式的切换流程;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件上验证了所提新拓扑的有效性。     

二极管钳位型MMC电路的均压控制策略

为解决传统模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)均压系统中直流电压传感器较多、控制电路复杂的问题,将二极管钳位拓扑应用到MMC中,并提出了适用于该拓扑的电容电压均衡控制方法。该拓扑通过在各子模块电容正极加装钳位二极管,为直流电容提供单向钳位通路,从而实现MMC各桥臂子模块电容电压从上到下依次减小,简化了系统电路及其控制方法。最后,在MATLAB/SIMULINK平台上搭建了11电平二极管钳位型M M C拓扑仿真模型,结果表明该拓扑具有电容电压自排序功能,电容电压均衡效果良好。     

基于Matlab的三相四线制四桥臂有源滤波器控制策略仿真

对三相四线制并联型有源电力滤波器的主电路拓扑结构进行了总结分析,提出一种适用于四桥臂有源电力滤波器的无差拍电流控制策略。通过Matlab/Sim-ulink对该控制策略进行了仿真,并给出了仿真波形。仿真结果显示,该控制策略不但能抑制三相四线制电路中的谐波,对三相不平衡也能进行很好的补偿。     

基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究

为解决三相四线制不对称电网系统中的谐波污染问题,提出了一种应用于三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的控制方法。该方法在T采样时刻预测出T+1时刻的网侧电压和逆变器输出电流值,并根据建立的系统数学模型计算出T+1时刻的参考电压值,然后利用三维电压空间矢量调制得出主电路的控制信号,驱动主电路输出补偿电流以达到消除谐波的目的。此方法能有效降低采样、计算环节带来的延时,具有直流电压利用率高,系统动态响应好的优点。仿真实验证明了该方法的可行性。