PWM整流器两种空间矢量控制策略的比较研究

分析了三相电压型PWM整流器的原理、拓扑结构以及在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型,并在此基础上重点研究了PWM整流器在同步旋转dq坐标系下基于电压定向的空间矢量控制策略和基于虚拟电网磁链定向无电压传感器的矢量控制策略.最后运用Matlab中的Simulink工具箱构建了三相电压型PWM整流器的仿真平台,对PWM整流器两种控制策略进行了仿真,并做了相关的比较研究.     

三相PWM电压型整流器无源控制算法的研究

本文对三相电压型PWM整流器的单位功率因数以及输出电压的控制问题进行了讨论，推导了在a-b-c与d-q坐标系下整流器的动力学EL(Euler-Lagrange)方程。文中给出了无源控制器的一般设计方法与系统控制的约束条件，针对三相电压型PWM整流器系统给出了改进型无源(Passivity-Based)控制策略的仿真实验结果。仿真实验表明：本文所述的无源控制策略对于三相电压型PWM整流器系统的单位功率因数与输出电压控制具有快速跟随、抗干扰性强、功率因数高等良好特性。     

基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究

建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略.在此基础上结合空间矢量调制(SVPWM)的算法,设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真.仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确.     

三相电压型PWM整流器双闭环系统校正方法

分析了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,运用前馈解耦控制策略得到三相电压型PWM整流器的电流解耦模型.根据该模型,提出了三相PWM整流双闭环系统调节器的整定方法,并通过仿真验证了该整定法的可行性.     

基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究

建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制（SVPWM）的算法,设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

基于虚拟磁链的PWM整流器的直接功率控制

三相PWM整流器的直接功率控制(DPC)比电压定向控制(VOC)的动态响应要快,并具有良好的抗干扰性能.提出一种新的基于虚拟电网磁链的三相电压型PWM整流器DPC策略.分析了PWM整流器工作原理,建立了电压型PwM整流器在α-β、d-q坐标系中的数学模型,并在此基础上,通过应用虚拟磁链概念,提出了三相电压型PWM整流器在α-β、d-q坐标系中的虚拟磁链模型.由于通过估计虚拟磁链来计算无功与有功功率,因此可省略三相PWM整流器的电网侧电压传感器,该控制系统的结构为直流输出电压外环,功率控制内环.仿真结果表明:与传统的DPC方法相比较,基于虚拟磁链的三相PWM整流器DPC系统结构简单,能有效减少传感器的数量,且抗干扰能力强,电网输入电流的畸变较小,具有更好的瞬时功率动、静态控制特性.     

三相高功率因数电压型PWM整流器建模与仿真

提出了三相高功率因数电压型PWM整流器全数字控制的数值仿真方法,实现了数字控制逻辑与主电路仿真的统一.文中详细地分析并建立了三相电压型PWM整流器的高频数学模型,建立了三相高功率因数PWM整流器控制到输出的传递函数,给出了电压调节器的设计方法.数字逻辑仿真所用的高级语言可直接转换成DSP能识别的逻辑语言来实现实验样机的数字控制.仿真和实验波形的一致性表明:本文建立的电压型PWM整流器的高频数学模型是正确的,提出的仿真方法是有效的.     

基于间接电流控制的电流型PWM整流器

针对电力电子装置给电力系统带来谐波污染和功率因数下降的问题,建立了三相电流型PWM整流器在abc坐标系下的数学模型,并在该坐标系下通过控制三相电流型PWM整流器交流侧电流的基波和相位,进而间接控制网侧电流的间接电流。通过仿真和实验验证,该控制策略完全可以实现网侧电压电流单位功率因数,且直流侧电流趋于稳定。     

三相PWM整流器反馈线性化解耦与滑模控制

建立了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,针对传统前馈解耦控制在电网不平衡时存在的缺陷,提出改进型前馈解耦控制,并根据非线性反馈线性化理论,推导出线性化方程,从而实现三相电压型PWM整流器有功、无功电流线性化解耦控制;电压外环采用滑模变结构控制,增加系统的鲁棒性与抗负载扰动能力。仿真与实验结果表明,该混合控制能较好地实现三相电压型PWM整流器的线性化解耦控制,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制功能,给出了完整的理论分析及实验研究结果。     

三相电压源型PWM整流器的DSP控制

描述了三相电压源型PWM整流器的工作原理,基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下系统的数学模型,给出了一种电流前馈解耦控制算法.同时详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法,并且应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化实验系统.实验结果表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应.     

三相SPWM逆变器恒压恒频控制策略

提出一种基于坐标变换的三相恒压恒频(Constant-Voltage Constant-Frequency,CVCF)SPWM逆变器闭环控制策略。该方法利用坐标变换的思想,将SPWM逆变器从三相静止坐标系变换到两相同步旋转坐标系下,建立了逆变器输出侧数学模型,进而对输出电压的d、q轴分量分别进行PI调节,从而根据生成调制信号,实现三相逆变器的恒压恒频控制。该控制方案的控制结构非常简单、控制成本低。仿真结果表明,系统具有动态响应快,稳压精度高,输出电压的总谐波畸变率小等优点。     

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真

分析了三相四线制四桥臂有源电力滤波器的工作原理,提出基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法。建立了四桥臂带输出电感的三相四线制的数学模型。基于dq0坐标系下数学模型,采用电流内环的基于前馈解耦PI控制方法,以及PI参数的设计方法。利用三维空间矢量脉宽调制技术(3D-SVPWM)进行电流跟踪控制逆变器的输出,易于数字实现,直流电压利用率高。通过Matlab仿真及试验证明了三相四线制有源电力滤波器系统对三相不平衡四线制系统的三相谐波及无功电流与中性线电流有效的补偿效果。     

基于内模原理的新型三相航空静止变流器闭环控制系统

基于内模控制原理,将重复控制技术用于三相航空静止变流器构成新型闭环控制系统,以减小由于负载非线性或不对称引起的输出电压谐波.首先分析得出同步坐标系下三相航空静止变流器的简化模型和开环频率特性;然后针对控制对象设计了内模发生器和补偿器的控制参数,构成新型闭环控制系统.原理样机试验表明,该控制方法解决了三相航空静止变流器带非线性负载时的输出电压波形畸变问题,同时验证了该设计方法的可行性和正确性.     

多电平柔性直流输电定有功功率与频率辅助控制

对风电采用多电平柔性直流输电接入电网的控制进行了研究。首先建立了柔性直流输电系统在三相静止坐标系下的详细数学模型,然后导出了在dq0旋转坐标系下的数学模型。对于系统级控制,基于电压向量定向直接电流控制方法提出了适合于风电接入的定有功功率与频率辅助控制策略。另外,设计了定交流电压控制器以及定直流电压控制器。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,仿真结果表明整个系统具有良好的控制性能。     

单周期控制的三相SPWM整流器

传统三相PWM(pulse width modulation)整流器需要乘法器、DQ坐标变换和网侧电压检测,控制算法复杂.为此,采用单周期算法控制PWM整流器,可以简化设计;推导了单周期控制OOC(one cycle contr01)三相PWM整流器的控制规律,证明了其与SPWM(sinusoidal pulse wi...     

一种三相四线统一电能质量调节器的零稳态误差控制策略

对三相四线统一电能质量调节器(UPQC),当电源电压和负载电流不平衡或存在畸变时,常规p-q-r轴上的比例-积分(PI)调节器无法获得零稳态误差。为解决这个问题,提出了一种在p-q-r轴上的交流等效PI调节器,详细分析了利用它获得零稳态误差的原理,提出了常规PI调节器加交流等效PI调节器的控制策略,推导出了在改进p-q-r坐标上的控制方程,给出了系统的控制框图。实验结果表明,采用的控制方法较好地实现了UPQC的补偿性能。通过比较发现,对于同样的双闭环控制策略,采用了交流等效PI调节器的UPQC的补偿性能好于未采用时的补偿性能,证明了交流等效PI调节器对减小UPQC的稳态误差是有效的。     

基于Simulink的三相APFC建模与仿真

对三相六开关Boost型APFC电路拓扑进行分析,采用坐标变换,建立了三相PFC在两相dq坐标系下的数学模型,实现了有功和无功的解耦,并基于空间矢量调制算法,构建双闭环控制。此外,还基于Simulink平台搭建了系统的仿真模型,仿真结果表明该方案改善了系统的动态响应,降低了系统开关管的功率损耗,提高了电压利用率。     

无谐波检测环节的三电平有源电力滤波器控制系统

针对传统三相abc坐标系控制无法清除系统耦合量的扰动,建立了基于三电平SVPWM的无谐波检测环节解耦控制系统.通过对电网电压不平衡时上述无谐被检测有源电力滤波器解耦系统如何控制进行了研究,提出电网电压不平衡时系统控制方案.仿真试验表明,该无谐波检测解耦控制系统动态跟踪速度快、补偿效果好,不受负载突变影响,且当电网电压不平衡时依然能够保证有很好的谐波电流补偿性能.     

面向柔性低频输电的模块化多电平矩阵变换器分频分层控制

基于全桥结构的模块化多电平矩阵变换器(M3C)提出了三相柔性低频输电系统的分频分层控制策略.从双频功率耦合的机理出发,分析了M3C的工作原理,在旋转坐标系下分别实现了工频侧和低频侧的控制.在保证系统总有功功率平衡的前提下,通过在工频侧注入负序电流实现功率模组电容电压的相间均衡,在静止坐标系下通过桥臂内工频环流控制实现功率模组电容电压的相内均衡,所提的层次化控制可实现系统对称及不对称条件下基于M3C的柔性低频输电系统的稳定运行.根据对相单元瞬时功率的分析,提出仅用2种不同频率的滑差滤波器以确保功率模组电容电压偏差控制的暂稳态特性.搭建了双端柔性低频输电系统仿真模型,验证了所提控制策略的有效性和可行性.     

柔性配电技术在军用供电系统中应用仿真研究

阐述了典型的柔性配电装置DSTATCOM在三相三线制系统中的工作原理;针对基于α-β坐标系的控制方法在三相三线制系统中应用时存在的缺点,提出了易于数字实现的直接采用线电压构建等效系统进行控制、求解的方法,给出了控制系统框图;采用PSCAD/EMTDC软件搭建了系统模型并进行了仿真试验。结果表明,DSTATCOM装置在减少系统谐波电流,改善瞬态电能质量指标,维持系统电压稳定等方面效果明显,同时展望了其在有限容量系统中的应用前景。