单位功率因数PWM整流器双闭环PI调节器设计

分析PWM整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型 ,用此模型建立电压调节器解耦dq轴电流的独立调节环 ,简化各个环节 ,进而设计双闭环电流、电压调节器PI参数 ,并给出了MATLAB仿真和实验结果     

电压型PWM整流器比例-积分控制器的参数设计

PWM整流器采用直接电流控制策略和双闭环控制结构,内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,利用PI调节实现电流的快速跟踪控制。外环电压控制器由PI控制器构成,能够保证直流电压的稳定运行。由整流器的控制结构及其在旋转dq坐标系下引入PI调节器后的数学模型,简化得到电压环、电流环传递函数,根据控制系统要求采用3种方式设计PI参数。分析3种方式设计的PI参数下系统抗扰动性,用MATLAB仿真验证设计方法的正确性,结果表明在采用典型二型系统设计和二阶系统设计方法下,系统具有良好的动态性和稳定性。     

基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究

分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型。采用了基于电压和电流的双环控制策略,并针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证。在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节的PI参数,双闭环控制逆变器具有较高的可靠性和理想的动态响应能力。     

三相电压型PWM整流器PI调节器设计

三相电压型PWM整流器多采用电压电流双闭环控制结构,PI调节器参数设计对于控制系统的性能及稳定性有着重要意义。根据PWM整流器在两相旋转dq坐标系下的模型引入PI调节器,分别介绍了电压外环和电流内环的PI调节器参数设计及调试方法。通过试验对比,给出适合工程应用的参数组合,并验证了参数设计的正确性。     

不平衡及畸变电网下并网变流器的比例多谐振电流控制

针对不平衡及畸变电网电压影响并网变流器控制性能的问题,采用比例多谐振调节器对变流器的电流环进行控制。在建立两相静止坐标系下变流器数学模型的基础上,给出一种采用直流电压外环、电流内环的双环控制结构,电流内环选择比例多谐振调节器实现了对基波电流的跟踪和对畸变电网电压扰动的抑制。针对含有LCL型滤波器的变流器中滤波器以及比例多谐振调节器阶数高、参数设计困难的问题,基于离散域根轨迹分析,提出了比例多谐振调节器参数设计的方法。通过分析谐振调节器参数对系统闭环极点的影响,设计了电流环的控制参数,该参数可使系统在滤波器及电网频率变化时仍然具有较好的鲁棒性。在RT-LAB硬件在环实验平台上,验证了电流控制方法的可行性,以及所提比例多谐振调节器参数设计方法的正确性。     

线性自抗扰控制技术在PWM整流器中的应用

传统脉宽调制(PWM)整流器电压外环控制多采用比例积分(PI)调节器,但负载发生突变或直流侧给定电压突变时,PI控制存在延时、易出现积分饱和,系统动态性能较差。研究了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)技术的控制策略并给出具体的设计方法。建立PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用电压外环和电流内环的双闭环控制方案,电流环采用基于前馈解耦的PI控制,电压环采用LADRC,提高了系统的响应速度和控制精度,增强了系统的抗扰性能。仿真和实验结果验证了该控制方案的可行性和正确性。     

一种新型表贴式PMSM参数在线辨识方法研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)矢量控制,在分析参数变化带来的影响与电流环PI调节器之间关系的基础上,提出一种在线辨识PMSM电感和永磁体磁链的方法。该方法在同步旋转d,q坐标系下,利用d,q轴电流环PI调节器的输出对所辨识参数进行估算,并建立了基于参数辨识的表贴式PMSM的矢量控制系统,利用所建立的仿真和实验系统进行了仿真和实验研究。结果表明,所辨识参数能够快速准确地收敛到真实值,系统稳定后,电流环PI调节器输出为零,提高了系统的动态性能。     

基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究

分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型.采用了基于电压和电流的双环控制策略,针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证.在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节...     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计。仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的。     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定.根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计.仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的.     

小型并网永磁直驱风电系统控制的研究

该文讨论了一种低成本的小型并网永磁直驱风力发电系统。该系统由永磁同步发电机(PMSG)、二极管整流电路、Boost斩波电路和三相电压型PWM逆变器组成。通过控制Boost斩波电路,实现风力发电系统的最大功率跟踪。利用电网电压定向控制技术控制三相电压型PWM逆变器,采用双闭环矢量控制结构,调节直流电压并控制流向电网的无功功率。最后,以15 kW的样机的实验结果验证了系统控制策略的可行性。     

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。     

A high-power-factor PWM rectifier without voltage sensors

Pulsewidth modulation (PWM) control techniques for rectifiers are widely used to improve the source current waveform and the input power factor. Recently, methods to reduce the number of detectors have been studied to simplify the system configuration and control of such rectifiers. It is known that a voltage detector on the ac side can be omitted, though a voltage detector on the dc side is needed for adjustment of the dc output of a PWM rectifier. In this paper, a method for controlling a single-phase rectifier without any voltage sensor is proposed. The ac-side voltage can be estimated from the input-reactor voltage when the ac side of the bridge is short-circuited. The reactor voltage is easily obtained by multiplying the inductance of the reactor by the derivative of the source current measured. The dc side voltage can be estimated by calculating the difference between the source voltage at the beginning of every switching period and the reactor voltage sampled and held in the previous bridge conduction mode. This paper describes the control scheme, its implementation, and the performance characteristics of the rectifier. The usefulness of the rectifier is confirmed by experiment. This method is applicable to various types of PWM rectifiers. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 90–96, 1997     

城市轨道交通直流牵引供电电源的研究

设计了一种基于三相电压型PWM整流技术的新型城市轨道交通直流牵引供电电源.整流装置采用同步旋转坐标系电流控制和电压空间矢量调制(SVPWM)技术,实现有功电流、无功电流的独立控制,提高电压利用率.试验证明,该控制方法响应速度快,稳态性能好,供电电源以单位功率因数运行,电流谐波含量小,达到了预期设计要求.     

全桥倍流同步整流软开关变换器的研究

目前,对全桥变换器的研究大多集中在移相控制领域,而移相控制不能解决输出侧同步整流管的软开关问题。为此采用了一种新的控制方法,基于有限双极性控制技术,通过调节PWM驱动和同步整流管驱动的延时,让主开关管ZVS软开关的同时,又可实现同步整流管的ZVS软开关。该方法在大电流输出场合极大地减小了同步整流管的开关损耗,进一步提高了变换器的效率。实验结果验证了该控制方法的优越性。     

基于闭环控制的两相电源直流输电系统线路稳态电压协控方法

分析两相电源直流输电系统线路稳态电压对线路的影响发现,直流电压会影响分解开关控制、直流保护等过程,需采用协调控制方法控制两相电源直流输电系统线路稳态电压。采用闭环控制方法控制两相电源直流输电系统线路稳态电压,通过占空比函数计算占空比,依照脉宽调制占空比信号和三角载波,获取驱动三相脉宽调制整流器和三桥臂逆变器脉宽调制开关信号,采用开关信号调节交流侧电流值,通过调节电流值控制电压。经过实验分析发现,该方法能够显著抑制两相电源直流输电系统线路稳态电压波动,提升两相电源直流输电系统响应性能,该方法控制后端口电压波动幅度较小,控制后输电效率最高为99.83%。     

Modeling and simulation of ac–dc buck-boost converter fed dc motor with uniform PWM technique

PWM controlled rectifiers can efficiently and economically be employed in low and medium power applications of dc drives and in front-end converters of rectifier–inverter systems while maintaining the advantages of design simplicity and operation reliability of naturally commutated schemes. Due to the high dc voltage that is produced which is greater than the peak voltage of the utility supply, the ac–dc buck-boost converter is especially suited as a front-end power source in variable-speed drive systems to convert the utility supply voltage into a variable dc link voltage where a single-phase or a three-phase utilities power supply is available. In this paper, the dynamic model and steady state equivalent circuit of a single-phase ac–dc buck-boost converter fed dc motor with uniform PWM control is presented. The waveforms of voltage and current, the input and output characteristics of the converter are discussed and verified. Measured, computed and simulated results are shown to be very close and the model is proved to be efficient and accurate.     

矢量控制PWM整流器的建模与仿真

从三相电压型PWM整流器(VSR)主电路拓扑结构出发,建立了基于两相同步旋转坐标系下的系统模型.在系统模型分析的基础上,阐述了三相VSR电压型控制外环和电流控制内环的双闭环控制的基本原理和设计方法,采用一种空间矢量PWM的简化算法,在Matalb/Simulink环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

基于LQRI控制的三电平PWM整流器的实现

研究了三电平电压型PWM整流器的新颖控制算法,针对传统LQR控制存在稳态误差,提出了含有积分控制的线性二次型最优控制算法(LQRI).建立了基于电网电压定向三电平PWM整流器两相同步旋转坐标系下的数学模型,推导了内环控制的状态方程,实现了电流环控制参数的最优设计,并给出了采用LQRI控制器三电平PWM整流器的整体控制策...     

基于数控电容的PWM整流器直流侧电压改善研究

在电压型PWM整流器的控制中,广泛采用在同步旋转坐标系下的直接电流控制方法和双闭环控制结构,基于PSCAD软件建立了其仿真模型。PWM整流器中直流侧电容的设计取值对电压环的控制性能有重要影响。综合考虑直流侧电压跟随性能和纹波要求,基于软件仿真验证确定了电容取值在较小范围。提出了在直流侧采用数控电容与传统电容器并联替代传统单一电容器的方法,使得电容值在线可调,该方法对于实现PWM整流器直流侧电压的灵活、精细控制有一定实用价值。