三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

级联型DSTATCOM固定开关频率PWM电流控制

基于三角载波固定开关频率PWM电流控制方法及单极性载波移相SPWM(CPS-SPWM)开关调制策略,通过在电流控制通道上引入电网电压前馈,提出一种应用在级联H桥型配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的固定开关频率PWM电流解耦控制策略,并建市了该电流控制策略下级联H桥型DSTATCOM的数学模型.理论分析和实验表明,当电网电压三相不平衡时,采用该电流解耦控制策略能消除电网电压对电流控制的扰动,装置三相电流跟踪控制相互独立;电流跟踪控制误差明显减小,从而有效提高了电流跟踪控制的精度.     

抛物线法PWM电流控制新技术

给出一种用于电压型PWM变换器的非线性电流跟踪控制方法——“抛物线”法,该方法采用一种带复位的抛物线波形与电流跟踪误差直接比较,产生开关频率基本恒定的PWM信号,能在一个开关周期内使变换器电流精确跟踪电流指令值。该抛物线波形的形状由时间与开关周期之比减去该比值的平方决定,其幅值与开关周期及主电路直流侧电压成正比,与串联电感成反比。详细分析了该方法的动静态稳定性,结果表明采用固定开关频率的方法容易产生次谐波振荡,而采用双向抛物线函数的改进方法具有较好的收敛性。给出了该方法的多种电路实现方案。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

斜线PWM及其派生电流跟踪方法

对用于电压型脉宽调制（pulsewidthmodulation,PWM）变换器的滞环法进行分析。首先提出抛物线PWM电流跟踪方法,该方法将抛物线状的电流环与纹波电流（误差电流）比较产生开关频率基本恒定的PWM信号,并进而提出开关频率更稳定的改进抛物线法,最后提出斜线法,该方法将纹波电流斜率与斜线状的电流环比较,产生开关频率基本恒定的PWM信号,且能在一个开关周期内使变换器电流精确跟踪电流指令值。以半桥电压型PWM变换器为例,仿真验证了上述方法的有效性。     

抛物线PWM电流控制稳定性分析

抛物线脉宽调制（pulse-width modulation,PWM）电流控制方法采用一对特定的抛物线函数曲线,以控制电压型变换器电流跟踪误差的正负峰值和PWM开关时刻,实现与滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制,并能保持开关频率基本恒定。但该方法也存在与峰值电流控制类似的动态稳定性问题。从理论上详细分析抛物线PWM电流控制方法在各种工况下的动态稳定性以及影响稳定性的因素,导出PWM占空比与稳定性及动态调整时间之间的关系,结果表明：抛物线法电流控制满足全局动态稳定性条件。仿真和实验结果验证了上述结论的正确性。     

PWM三相电流滞环解耦控制研究

先对三相3线电流耦合分析,对各相电流PWM开关控制存在一定的耦合性问题,采用叠加原理以反补偿的方式在原理上进行了解耦阐述后,设计了具体的解耦方案。为了能更好地实现电流滞环跟踪,对关键的电感参数进行了严格的计算选择,仿真实验验证了解耦后不仅明显减少了电流滞环跟踪的误差,改善了三相3线电流跟踪效果,而且解耦后能保持开关管频率基本恒定,表明了该PWM电流滞环解耦控制方案的可行性及有效性。     

单相电压型PWM整流器预测直接功率控制

将预测直接功率控制用于单相电压型脉宽调制(PWM)整流器,通过二阶广义积分器(SOGI)构造与电网电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成α,β坐标系下的两相系统。建立了单相PWM整流器在两相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。推导和分析了旋转坐标系下的瞬时功率模型。利用此瞬时功率模型来预测单相PWM整流器的控制电压进而产生触发脉冲控制变换器。该策略具有控制系统结构简单、开关频率固定、功率响应速度快、可实现功率解耦控制等特点。1 kW样机的实验结果表明了该方案的正确性和可行性。     

单相脉宽调制整流器直接电流控制策略

单相系统无法直接采用基于dq同步旋转坐标系的比例积分(proportional Integral,PI)控制方法对有功电流和无功电流进行控制。针对这一问题,提出一种基于电压、电流虚构的单相脉宽调制(PWM)整流器直接电流控制方法。建立了单相PWM整流器数学模型,根据整流器网侧电压信号,通过相位滞后90O虚构出两相正交电压、电流信号,将三相矢量控制应用于单相系统。通过仿真验证了所提方法的可行性,并采用研制的单相PWM整流器实验装置对所提控制算法进行实验,验证了所提方法的有效性和正确性。所提方法可实现单位功率因数运行,且算法易于实现,具有较好的电流响应速度。     

参数变化对抛物线PWM电流控制的影响及其对策

抛物线脉宽调制电流控制方法具有优良的动静态特性,可广泛用于各种电压型功率变换器。但在其理论推导过程中,并没有考虑变换器串联电感内阻等参数的影响。通过理论分析,推导出电感内阻与该电流控制方法中的抛物线幅值之间的数学关系,证明变换器电感内阻对电流控制性能的影响很小,可以忽略不计。抛物线幅值直接与变换器串联电感及直流母线电压有关,为了消除这些参数变化对控制性能的影响,推导出抛物线幅值偏差与开关周期偏差及电流跟踪误差正负峰值偏差之间的数学关系,据此提出一种变换器参数变化的自适应补偿控制策略。仿真和实验验证了理论分析的正确性及上述控制策略的可行性和有效性。     

基于DQ坐标系的单相三电平PWM整流器研究

为了实现牵引传动系统网侧电流正弦化、高功率因数和开关器件承受低电压,一种单相电压型三电平PWM整流器被采用。论文在分析其工作原理的基础上,将三相整流器中使用的DQ坐标系引入单相整流器,并建立了该PWM整流器在DQ坐标系下的数学模型。探讨了一种适用于单相两电平和三电平PWM整流器的DQ坐标系下的预测电流控制方法,通过计算仿真验证了该算法的可行性。     

三电平定时滞环PWM电流控制方法

提出了一种三电平定时滞环PWM电流控制方法.以单相压源整流器(VSR)为例,首先详细分析了在定时滞环电流控制方法下电流跟踪误差较大的原因.在此基础上,就电流变化率dis/dt对电流跟踪误差的影响展开了论述,并从开关调制策略入手,通过增加交流侧输出电压零电平,降低dis/dt,以减小电流跟踪误差.由于基于该方法的单相VS...     

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。     

一种无延时单相并网变换器dq电流解耦控制方法

以单相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器作为研究对象,以改善电流控制器的动态性能为目的,提出一种无延时控制方法。单相变换器传统矢量控制方法需要虚构正交电流分量,但传统正交信号发生器(orthogonal signal generator,OSG)在虚构出与单相电网电流正交的物理量时存在一定的延时,从而会恶化电流控制器的动态性能。针对虚构电流引起的延时问题,提出了一种无延时单相并网变换器电流控制方法。首先,建立了单相PWM变换器在dq旋转坐标系下的数学模型。其次,针对矢量控制在单相系统无法直接实现的问题,介绍了几种传统的OSG算法的原理。然后,提出一种无延时正交电流虚构算法,并给出了无延时正交电流虚构算法实现框图。最后,对所提的算法与传统的OSG算法进行仿真和实验对比分析,仿真和实验结果均验证了所提算法的有效性和可行性。     

一种新型的三相桥级联型PWM变换器

传统的单相级联H桥变换器不易直接应用于三相高压场合,为此提出了三相桥级联型PWM变换器的拓扑结构,其子模块为电压源型三相桥式变换器。分析了该新型拓扑的构成思想,推导了二级和三级级联拓扑的电流和功率表达式,其可做整流器也可做逆变器,分别采用单周控制和载波相移控制对其进行仿真研究。仿真结果验证了该新型拓扑的可行性,表明其能够提升电压等级,与传统的单相级联H桥变换器构成的三相变换器相比,能够节省开关管和直流侧电容（独立电源）个数,且直流侧电压纹波较小,在三相高压场合具有较好的应用前景。     

一种单相级联型SVG的改进电流控制方法

单相级联型静止无功发生器(SVG)作为一种理想的动态无功补偿装置,快速的电流跟踪速度及直流侧电压平衡是其控制的难点。提出了单相级联型SVG的整体控制策略,针对传统单相电流跟踪控制存在的不足,改进传统电流内环解耦方法中的电流延时构造方法,两相静止坐标系中卢轴电流分量直接由与实际电路等效的虚拟卢轴闭环控制得到,在d,q旋转坐标系下采用PI控制即可实现无功电流指令的快速无静差跟踪,提高了系统的动态响应速度;采用电压排序的直流侧电压平衡控制方法,保证了级联型SVG正常工作模式下各模块间的直流侧电压平衡。搭建了仿真平台及实验样机,仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

三相电压型变换器不确定性建模及滑模控制方法

针对滑模控制严重抖动问题,提出一种带干扰观测器的滑模控制方法,用于控制三相电压型PWM变换器电流内环的电流。推导出在两相同步旋转坐标系下含干扰的PWM变换器数学模型,考虑到建模误差和两相电流之间的耦合关系,得到了含不确定项的全二阶解耦系统模型。设计的比例与常值切换相结合的滑模控制器和基于误差跟踪的干扰观测器可以用于对模型的不确定项进行观测,通过构造李雅谱诺夫函数得到了控制与观测所需的参数设计条件。针对3种不同的不确定因素进行了仿真。结果表明,与PI控制、普通的滑模控制相比,提出的含干扰观测器的滑模控制方法在控制精度、鲁棒性以及稳定性方面有明显的优势。     

阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统的新型电流控制方法

分析了基于电流滞环控制的矩阵变换器-永磁同步电机(MC-PMSM)系统的开关组合状态和存在的缺点:系统侧电流存在较大的5次和7次谐波分量.提出了一种改进电流控制方法,该方法采用电机电流双环控制,得出三相电机电流的6个电流控制信号,并将输入三相电压分成12个相区,根据电流控制信号和相区号的不同,选择不同的输入相与输出相连接,确定出矩阵变换器开关组合状态.在该方法中,每个输入相在整个周期内都参与调制,降低了系统输入电流的谐波分量,提高了系统输入电流的正弦度.     

基于离散化状态反馈解耦控制的三相电流源型PWM整流器的控制策略研究

三相电流源型PWM整流器(Current Source Rectifier,CSR)是一种多变量、强耦合的非线性对象,这种复杂对象的控制较为困难。三相CSR通常都采用双级环路控制结构的直接电流控制方式,但常用的直接电流控制方式都存在一些问题,本文提出采用离散化状态反馈解耦控制器对该对象进行控制,可以解决其控制问题。文中分析了三相CSR数学模型及直接电流控制原理,讨论了离散化状态反馈解耦控制方法,搭建了这种控制方法的仿真模型,仿真结果说明了本文所提方法的优势,其控制效果要好于传统的PID控制方法。     

三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究

三相电压型PWM整流器有间接电流控制和直接电流控制两种方式 ,两种控制方式各有优点。根据三相电压型PWM整流器的高频动态数学模型 ,提出了基于开关函数检测的无电流传感器控制策略。该控制策略兼有间接电流控制结构简单 ,成本低和直接电流控制动态响应速度快、限流容易、控制精度高等优点。实验结果验证了控制策略的可行性     

三相抗干扰性不平衡电子负载模拟装置

设计了一种三相不平衡电子负载模拟装置.该装置采用AC/DC/AC双PWM变流器为主电路结构,通过有功功率和无功功率的解耦控制来模拟三相不平衡电子负载特性,同时能实现能量的双向流动.提出以三相电路瞬时无功功率理论为基础的单相电路谐波和无功电流实时检测方法来推导指令电流,使指令电流不受电网电压初始相位的影响,从而提高装置的...