三相PWM整流器前馈与滑模变结构控制研究

在两相旋转坐标系下对三相电压型PWM整流器进行建模分析。针对双闭环PI控制策略抑制负载扰动及电网电压波动能力差,以及系统动态响应慢等问题,提出了负载电流前馈策略来提高系统抗负载波动能力。并且电流环采用基于PID趋近率的滑模变结构控制策略来满足前馈控制策略对内环响应速度的要求,并提高系统动态性能以及鲁棒性,PID趋近率可以有效抑制传统变结构的抖振问题。应用Matlab/Simulink软件进行仿真,并以DSP TMS320X2812为核心搭建优化控制器的三相VSR实验平台,进行仿真及实验验证。结果显示本文所提出控制方法可有效抑制负载变化、电网电压波动以及其它干扰所对直流电压稳定性的影响,具有很强的鲁棒性,动态响应速度快且性能稳定。     

三电平PWM整流器双闭环系统的设计与仿真

三电平PWM整流器多采用电压控制外环和电流控制内环组成的双闲环控制系统。电压外环的作用是根据直流电压Udc的大小决定三电平PWM整流器输出功率的大小和方向以及三相电流的给定信号。电流内环的作用是使整流器的实际输入电流能够跟踪电流给定,实现单位功率因数或功率因数可变。文中主要研究了三电平PWM整流器的系统设计,并进行了仿真。结果表明,所设计的双闭环系统具有良好的抗扰动性能,动态响应也得到了明显的改善。     

三相PWM整流器的前馈解耦控制与仿真研究

基于前馈解耦控制策略,研究了三相电压型PWM整流器的建模与控制问题。首先,在d-q旋转坐标系下建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,给出了三相电压型PWM整流器的双闭环控制结构,按此方法确定了电压、电流PI调节器的设计方法。仿真结果表明该方法能使所设计的PWM整流器运行于单位功率因数,输出的直流电压稳定在期望值且具有快速的动态响应,满足了设计要求。     

三相电压型PWM整流器新型双闭环控制策略研究

针对三相电压型PWM整流器交流侧电感值实际控制系统中存在误差,往往忽略掉耦合项,以及系统参数变化影响整流器的动、静态性能等问题,提出了一种新型的双闭环控制策略。其中电流内环采用同步旋转d-q坐标系下无电感L参数的解耦控制与内模控制相结合的方法,电压外环采用滑模控制,在Matlab中利用Simulink工具箱搭建三相电压型PWM整流器数值仿真数学模型,数值仿真结果表明系统仍获得了较好的动、静态性能,鲁棒性强。并通过实验平台验证该控制策略的正确性和优越性。     

基于改进滑模控制的动车组网侧PWM整流器

本文针对传统线性比例积分(proportional integral,PI)控制方式下的动车组网侧PWM整流器响应速度慢,直流侧电压波动较大的问题,考虑将滑模控制策略应用到整流器控制环节当中。针对滑模控制本身的抖振问题,本文采用连续的Sigmoid函数来代替滑动模态当中的不连续的Signum切换函数函数,以此来降低滑模控制固有的抖振问题。针对网侧电流谐波畸变的问题,本文将具有特定次谐波抑制能力的陷波器加入到了直流侧电压控制的反馈环节,以此来抑制网侧电流谐波,降低网侧电流谐波畸变率。最后在MATLAB/simulink平台搭建基于滑模控制的PWM整流器仿真模型,通过与传统PI控制下的整流器进行对比分析,验证本文所提方法的有效性。     

分裂电容式三相PWM整流器的矢量控制策略研究

对分裂电容式三相电压型PWM整流器进行了建模分析。应用矢量控制原理，内环采用基于旋转坐标系下三电流环PI控制策略，并设计了直流电压控制和针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明，此控制策略可以得到较好的控制性能并有效抑制低次谐波。     

六开关三相Boost型整流器的电压滑模控制

三相PWM整流器功率因数校正实现的关键在于如何得到与输入电压同相位的输入电流,同时要保证当负载变化时,输出电压能够迅速地跟踪参考值并且稳定下来。首先根据六开关三相boost型整流器的物理模型,分别建立了以电感电流和电容电压为状态向量的数学方程,然后把静止三相坐标转换到旋转d-q坐标下进行电流内环的滞环控制,电压外环的滑模控制。通过仿真,表明该控制方法具有较强的鲁棒性和良好的动态特性,输入电流谐波较小。     

基于广义积分器的DVR控制策略研究

针对动态电压恢复器（DVR）电压跟踪控制,将广义积分器引入DVR中,克服了传统PI控制器的缺点,实现了电压无差跟踪控制。为了得到良好的补偿效果,采用电容电流内环、电压外环控制的双环控制策略,在推导出系统传递函数的基础上,用Bode图分析了系统对参考电压的跟踪性能以及对负载电流扰动的抑制。实验结果验证了控制策略的有效性和鲁棒性。     

电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器非线性控制研究

本文提出了一种电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器的控制方法。首先,建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,基于网侧单位功率因数及负载电压恒定的控制目标,建立了网侧电流给定方程组。其次,基于“三相不平衡abc静止坐标系”与“不平衡坐标变换”建立的dq解耦模型,采用输入-输出线性化的电流控制策略,实现了有功电流与无功电流的独立控制。仿真实验结果表明：文中所提出的控制策略是有效的。     

基于滑模变结构的重复控制VIENNA整流器研究

对于传统VIENNA整流器开关器件少、功率因素高且无需设置驱动死区时间等优点VIENNA型整流器受到国内外研究者广泛关注,然而其动态响应速度慢、电流谐波大易产生电网污染、抗干扰能力差等问题,成为学者研究突破的方向.目前最广泛使用的VIENNA整流器的PI控制,在鲁棒性和动态性能及上述问题中存在不足。为实现整流器性能的优化调节,本文提出一种基于滑模变结构的控制策略,即采用滑模变结构控制作用于电压外环、采用重复控制应用于电流内环,通过仿真得到电路参数对比图,验证该控制策略的显著优势,证明内模控制采取重复控制策略的VIENNA整流器具有良好的鲁棒性及动态性能。     

电流型PWM控制器在电源中的应用

介绍了双环电流型脉宽调制(PWM)控制器UC3842的工作原理、特点以及使用中的功率因数校正和斜坡补偿方法.双环电流型PWM控制器是在普通电压反馈PWM控制环内部增加了电流反馈的控制环节,因而除了包含电压型PWM控制器的功能外,还能检测开关电流或电感电流,实现电压电流的双环控制.     

单位功率因数PWM整流器矢量控制研究

本文介绍了三相电压型PWM整流器的工作原理及数学模型,并搭建了双闭环矢量控制系统。其中,针对矢量控制中相位角获取的不同方法,分别采用直角坐标-极坐标变换器和锁相环来跟踪电压、电流初始相位,使交流侧输入电压电流同相位,实现零静差矢量控制,完成单位功率因数整流,仿真实验结果验证了该算法的正确性和可行性。     

基于DSP控制的电压型PWM整流器

根据PWM整流电路的工作原理,分析了PWM整流控制方式,采用滞环电流控制方式,以TMS320F2812为控制器组建了电压型PWM整流器双闭环自动控制系统。实验结果表明,该系统具有良好的静态、动态性能。为设计PWM整流器提供了一定的理论依据。     

A three-phase half-controlled rectifier with pulse width modulation

A three-phase pulse-width-modulated (PWM) half-controlled rectifier using a novel PWM control strategy whereby the low-order harmonic content in both the input current and the output voltage is reduced is presented. The circuit operates with a unity displacement factor at its input and uses minimum power components. The PWM strategy developed can be implemented on a three-phase half-controlled rectifier bridge with only three controlled switches to obtain PWM controlled rectification. Although the circuit operation is explained with force-commutated SCR switches, the basic controlled PWM operation is valid for any type of switch control. The circuit has wide applications ranging from rectifiers to battery chargers to motor drives. Even if an input current filter is desired, its size will be small due to the PWM pattern used     

一种充电设备整流电路新型控制策略的研究

在此将三相PWM整流电路应用于充电设备主电路,以达到充电设备输出长期稳定、可靠性好、输出纹波小、传递效率高的要求。在整流器控制策略上采用基于电压定向的的矢量控制,对电压定向原则进行了分析,并推导了dq轴电流解耦方式。仿真结果表明采用该方案整流器能快速跟踪给定,具有直接电流控制的动态响应快、稳态性能好的特点。由于采用了网侧电流闭环控制也使网侧电流变化对系统参数不敏感,从而增强了电流控制系统的鲁棒性。     

Paralleled DSP-based soft switching-mode rectifiers with robust voltage regulation control

This paper presents the current sharing and robust voltage regulation controls for paralleled digital signal processor-based soft switching-mode rectifiers (SSMRs). First, the design and implementation of single-module SSMRs are made. In dealing with the current control loop design of each SSMR module, the small-signal model is derived and used to design the current-controlled pulse-width modulation (PWM) scheme. As to the common voltage control loop, its dynamic model is estimated from measurements. Then, a quantitative design procedure is developed to find the parameters of the voltage controller according to the prescribed control specifications. As the changes of parallel number and operating condition occur, the robust control is added to reduce the voltage regulation control performance degradation. The proposed multimodule operation control scheme consists of a master controller and N slave controllers. The former further consists of a common voltage controller and a current distribution unit, and the latter are the current-controlled PWM schemes of all SSMRs. Each slave controller receives the weighted sinusoidal current command from the master controller and regulates the feedback current of SSMR. The results confirm that the designed parallel SSMR system possesses good line drawn current power quality, module current sharing and voltage regulation control performances.     

基于空间电压矢量的三相电压型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同步旋转坐标系下的数学模型,将双闭环工程设计方法应用于PWM整流器,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,具有良好的动静态性能,实现了单位功率因数。     

A fuzzy-controlled active front-end rectifier with current harmonicfiltering characteristics and minimum sensing variables

A control strategy which allows conventional voltage-source current-controlled (VSCC) pulsewidth modulation (PWM) rectifiers to work simultaneously as active power filters is presented. The proposed control strategy also allows compensating the system power factor and compensating unbalanced loads. The measurement and/or calculation of the harmonics and reactive power are not required, making the proposed control scheme very simple. The active front-end rectifier acts directly on the mains line currents, forcing them to be sinusoidal and in phase with the mains voltage supply. To improve the dynamic of the system, the amplitude of the current is controlled by a fuzzy system, which adjusts the DC-link voltage of the PWM rectifier. The strategy is based on connecting all the polluting loads between the PWM rectifier and their input current sensors. The main advantages of this approach are the following: (1) there is no need to install a specially dedicated active power filter; (2) it also works simultaneously as a power factor compensator; and (3) no special and complicated calculations are required for harmonic elimination. The viability of the proposed active front-end rectifier is proved by simulation and with experimental results obtained from a 2 kVA PWM prototype     

电流型PWM控制器UC3844及其在微机电源中的应用

针对电压型脉宽调制器(PWM)控制器只有电压控制环、电流变化滞后电压变化、系统响应速度慢、稳定性差等固有缺点,介绍了既有电压控制环、又有电流控制环的新型电流型PWM控制器.分析了电流型PWM控制器与电压型PWM控制器的控制原理,比较了二者之间的优缺点;介绍了电流型PWM控制器UC3844的工作原理,并应用电流型PWM控制器UC3844设计了微机电源,指出了设计中应该注意的问题.结果表明,由电流型PWM控制器构成的微机电源具有良好的电压调整率、负载调整率和系统稳定性等优点.