采用占空比前馈的VIENNA整流器平均电流PR控制

针对VIENNA整流器采用传统比例积分(PI)控制器跟踪正弦电流信号存在稳态误差及比例谐振(PR)控制器输入电流过零畸变问题,提出引入占空比前馈的平均电流PR控制策略,同时为进一步减少甚至消除网侧电流谐波分量,电流内环采用了基于PR控制器的并联多次谐波补偿器。结果表明所提控制策略系统响应快速、有效实现了三相三电平VIENNA整流器输入网侧电流无静差跟踪,直流输出电压平衡度好、抗扰性能优良。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

基于准比例谐振的VIENNA整流器中点电位平衡策略

传统双闭环PI控制由于相位误差的存在难以实现交流量的零静差跟踪,同时dq解耦控制策略往往又需多次坐标变换,不利于数字实现。基于此,将准比例谐振控制器(QPR)引入VIENNA整流器的控制系统,同时针对直流侧电压不平衡问题,提出一种基于QPR控制器的直流侧电压中点平衡控制策略,进一步改善网侧电流质量,提升整机效率。为验证文中策略的正确性,构建了基于QPR控制的VIENNA整流系统完整的仿真模型与实验样机,结果表明该控制策略可有效改善直流侧均压并有效抑制网侧电流谐波影响,动静态性能优良。     

电网不平衡下的Vienna整流器网压重构控制策略

在电网不平衡条件下,三相Vienna整流器多数采用网侧电压延迟90°或正负序分离法实现对正负序分量进行控制,而对正负序分量分别控制会增加控制系统复杂性并降低控制效果。为此提出了一种电网不平衡下的Vienna整流器网压重构控制策略,通过对网侧电压进行重构,使输入至内环的参考电压为平衡电压,实现Vienna整流器的稳定运行。电流内环采用将多个准比例谐振控制器级联,可实现电流控制器的无静差跟踪并抑制多次谐波分量,提高网侧输入电流总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。直流侧电压外环采用滑模变控制,克服了PI控制器参数整定复杂与高超调量等问题。同时,在电网不平衡条件下也具有良好的暂态、稳态性能。最后,在Simulink中进行仿真分析并搭建实验平台进行验证。结果表明,该控制策略减小了网侧输入电流的谐波含量,且提高了Vienna整流器的抗干扰性能,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

有源电力滤波器分序谐波补偿性能分析

为提高三相有源电力滤波器(APF)在某些特定场合补偿正、负序谐波电流的能力,首先对常见的三相整流器进行了相序分析,得到了此类非线性负载交流侧电流的相序信息;然后利用多同步旋转坐标变换,将各次正、负序负载谐波电流变成直流指令,通过经典的比例-积分(PI)加重复的电流跟踪复合控制策略,实现了各次正、负序负载谐波电流的无静差补偿;最后给出了仿真与实验波形,分析了三相APF正、负序谐波补偿性能,验证了分序控制策略的有效性。     

基于无源与自抗扰的Vienna整流器控制策略研究

为提高整流器抗干扰能力与减少对电网的不良影响,采用T型VIENNA整流器实施直流输出电压、交流输入电流的综合控制。在建立三相T型VIENNA整流器数学模型的基础上,提出非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制算法,使输入电流具有跟踪速度快、稳态精度高、谐波畸变率低的特性;采用直流侧电压反馈误差非线性控制的自抗扰算法,实现了在负载扰动和电网电压波动时直流侧电压的快速恢复和稳定输出。该控制策略与典型的电压比例-积分调节(proportional-integral controller,PI)+电流PI或传统无源电流控制策略相比,可使Vienna整流器运行于高功率因数,低谐波畸变率,直流侧输出电压稳定,抗负载、电网电压扰动能力强。仿真与实验结果验证了T型Vienna整流器电压、电流误差非线性控制的无源与自抗扰策略的可行性和有效性。     

带负载电流前馈的VIENNA整流器PR控制

针对三相VIENNA整流器传统PI控制器存在输入交流静差和抗负载扰动动态性能差的问题,提出一种适用于VIENNA整流器的负载电流前馈比例谐振(PR)控制策略。利用PR控制器有效消除输入电压电流相位差,实现无静差跟踪。并在电流闭环外嵌入负载电流前馈补偿环节,将负载扰动信息通过前馈环节直接作用于电流给定,提高抗负载扰动动态调节时间,增强系统抗扰性。并将所提方法与传统PI控制策略进行性能对比测试,实验结果表明所用方法可以有效提高负载扰动下的动态性能和改善输入功率因数。     

三相CSR非线性和有源阻尼复合控制研究

三相电流型PWM整流器(CSR)可以实现直流侧的调压调功,而且能够实现网侧电压电流同相位,减少网侧谐波含量。针对三相CSR的非线性耦合系统进行输入输出精确线性化,为了提高电流跟踪特性和鲁棒性并且抑制网侧LC滤波器的谐振尖峰,设计了非线性和有源阻尼复合控制器。通过Matlab/Simulink进行仿真,并且搭建了基于三相CSR的感应加热电源的实验样机对以上控制策略进行验证,结果证明该控制算法的有效性和合理性。     

三相四线VIENNA整流器及其数字控制策略研究

提出一种三相四线制三电平(VIENNA)整流器及其控制策略,实现功率因数校正(PFC).描述了三相四线制的VIENNA拓扑,在物理解耦的基础上,将整流器等效为输出并联的三路三电平单相PFC整流电路.对其进行原理分析、稳态计算,并介绍了基于直接电流控制的双闭环控制策略的原理和实现过程.仿真及实验结果表明,该整流器的网侧功...     

三相VIENNA整流器THD优化控制策略

三相VIENNA整流器具有高效率、高功率密度的特点,在充电桩和通信电源中得到了广泛的应用.但由于其驱动电路存在延时而引入的附加占空比易在网侧电流中引入6k±1(k≥1)次谐波.详细分析了驱动电路延时产生的原因及其作用机制,提出了在三相a,b,c静止坐标系下,分别对三相调制波叠加延时补偿分量的策略,并给出了补偿后三相调制波的计算方法.最后,搭建了1台7.5 kW的三相VIENNA整流器样机,实验结果表明所提驱动延时补偿策略改善了网侧电流总谐波畸变率(THD).     

定频化VIENNA整流器模型预测电流控制

VIENNA整流器是一种高性能三相三电平整流器,不仅网侧性能优良,并且具有功率密度高、结构简单等特点。将模型预测控制引入了VIENNA整流器的电流控制当中,并针对传统模型预测控制计算复杂、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频化的模型预测电流控制方法,通过优化价值函数、引入调制模块的方式固定开关频率,并实现网侧单位功率因数、输出直流电压稳定和输入电流正弦的目标。实验验证了所提方案的正确性。     

VIENNA整流器的指令电压辅助区间判断SVPWM控制

针对三相三开关三电平整流器(VIENNA整流器)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制问题,提出了一种指令电压辅助区间判断的SVPWM控制方法。依据VIENNA整流器的拓扑结构和数学模型,研究了传统SVPWM控制方法的实现流程。分析了单位功率因数工况下的交流侧相量关系,给出了电流矢量和电压矢量的固定关系。通过对电压空间矢量平面进行扇区划分,给出了指令电压辅助区间判断SVPWM控制方法的实现流程。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。该方法不需要进行电流区间判断,简化了控制算法实现过程,并且该方法提高了电压空间矢量平面扇区的划分数量,提高了电流控制分辨率。该方法可广泛应用于开关电源的输入整流模块中。     

VIENNA整流器的设计与优化

三相AC/DC整流器作为许多电力电子设备中不可或缺的电气环节得到了广泛的应用。相比于传统的二极管整流器及相控整流器,VIENNA整流器具有网侧谐波含量低、功率因数高的优点。同时,VIENNA整流器比普通桥式PWM整流器具有更少的功率开关数量,进一步提高了系统功率密度。在简要介绍VIENNA整流器原理的基础上,结合3 k W系统进行了相应的工程设计,主要包括储能元件设计、滤波环节设计和控制环路设计。此外,针对电网电压畸变带来的输入电流谐波问题,采用了一种结合VIENNA整流器控制环路的指定次谐波优化方法,并针对其中LCL滤波器带来的谐振问题,从工程设计的角度进行了相应的优化。3 k W工程样机的实验结果进一步验证了设计方法以及所采用的优化方法的有效性。     

电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略

三相VIENNA整流器作为新型的三电平拓扑结构,因其功率密度高、电压应力小和实现单位功率因数运行等特点在大功率整流场合中运用广泛。针对电网不平衡时直流侧电压产生的二倍频波动,设计了一种在两相静止坐标系下的改进型不平衡控制策略。首先利用双同步坐标系的解耦软件锁相环实现电网电压正负序分量的分离,然后基于正负序双电流环独立控制结构将滑模控制SMC（sliding mode control）引入到电流控制器中,通过所设跟踪误差选取合适的滑模面及滑模趋近律,有效实现了直流电压纹波抑制以及输入电流谐波含量的最小化。最后在Matlab/Simulink软件中搭建了电网不平衡下VIENNA整流器控制系统的仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

三相高功率因数整流器的研究现状及展望

介绍了三相高功率因数整流器的几种主要拓扑--三相单开关功率因数校正电路、三相/三开关/三电平PWM(VIENNA)整流器、三相全桥功率因数校正电路等,特别地关注三相/三开关/三电平PWM(VIEN-NA)整流器,并对每种拓扑的特性、优点及其不足进行了分析,通过比较研究指出了三相PFC的发展趋势.     

基于平均电流算法的VIENNA整流技术的研究

为了提高三相PFC的稳定性和高效性,降低系统成本,设计了基于平均电流控制算法的三相VIENNA整流器,该整流器利用平均电流控制算法和VIENNA整流结构相结合,采用数字控制方式。为了保证系统在输出正负母线正负电压平衡,系统引入母线电压均衡控制。实验结果表明,基于该设计方法的6,2kW三相PFC整流器,可靠稳定,功率因数可达到99%,效率可达到96%。     

弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究

传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑。在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重。为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流侧中点电压的平衡控制。首先分析了新型拓扑结构的工作原理及数学模型;然后构造了弱电网条件下新型三相三电平整流器的电流指令值;最后针对新型三相三电平整流器提出改进型有限集模型预测控制。仿真与实验验证了所提算法的有效性。     

带中点电位平衡的VIENNA整流器反推控制研究

由于VIENNA整流器具有强耦合及非线性的特点,在建立VIENNA整流器d-q坐标系数学模型的基础上,采用反推控制策略实现对于直流电压以及d-q轴电流的控制。将基于两电平空间矢量脉宽调制SVPWM（space vector pulse width modulation）的简化算法移植到VIENNA整流器中,分析了VIENNA整流器SVPWM工作原理,并在此基础上采用软件算法调整P、N小矢量的作用时间,实现中点电位的平衡。最后,利用Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,验证所提控制策略的合理性以及有效性。在中点电位平衡作用下,与传统的PI控制相比,反推控制增加了输出直流电压的稳定性,改善了电流谐波,并进一步提高了功率因数,使得VIENNA整流器有更好的动态响应性能。     

基于滑模控制的VIENNA型整流器研究

在分析VIENNA整流器数学模型的基础上,针对常规PI控制整流器对系统参数变化较为敏感的问题,提出了一种基于dq两相同步旋转坐标系的双闭环滑模变结构控制算法,并引入中点电位因子对中点电压进行平衡控制。仿真结果表明,应用滑模变结构控制的VIENNA整流器,不仅设计和实现简单,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。