车载充电机单相PWM整流器自抗扰预测电流控制

单相脉宽调制(PWM)整流器作为车载充电机交直流变换的重要模块,在传统无差拍预测电流控制(DPCC)时存在的参数不匹配、控制时延等诸多问题。此处提出一种自抗扰控制器预测电流控制(ADRC-PCC)方法。在电压回路中,设计ADRC降低二倍频功率波动及电网谐波影响,提高系统动态响应能力。在电流回路中,通过二阶广义积分锁相环(SOGI-PLL)预测k+1时刻电网电压,进而构建逐步逼近调节电网电压补偿系数,减少参数失配和控制延迟影响,提高系统稳定性。最后,依托2 kW单相PWM整流器测试平台对所提ADRC-PCC方法进行测试,实验结果表明,该方法可在负载突变、容性补偿等多模式下实现单相PWM整流器高性能调节,与传统DPCC方法相比动稳态特征和鲁棒性更优。     

基于模糊控制零电流钳位逆变器死区补偿

逆变器死区对于交流伺服系统产生很多不利的影响,如逆变器输出电压的畸变,电动机转矩的脉动和过热等,特别是逆变器低频输出时的零电流钳位将导致系统的不稳定。本文提出了一种新型模糊补偿算法,该算法能够提供精确的零电流信息,可以实时计算逆变器死区导致的误差电压,并通过前馈方式对误差电压进行补偿。该方法应用于SVPWM逆变器系统可以达到精确的输出电压补偿,并且可有效地消除零电流钳位现象,降低系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。     

三相逆变器复合补偿研究

为改善死区效应和零电流箝位对输出波形的影响,提出了一种复合补偿方法。通过电流采样检测电流方向,调节开通、关断时间使输出波形与理想波形完全一致,消除了死区效应。计算出零电流箝位电压误差后通过电压补偿消除了零电流箝位造成的电压误差。在三相逆变器上验证了复合补偿方法。实验结果表明补偿后的逆变器输出基波有效值提高,电流波形畸变得到改善。     

基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护

罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护方法。该方法直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号进行计算,将用于电容电流补偿计算的电压信号经虚拟罗氏线圈数字传变处理,保证电压电流信号经过相同的传变环节。仿真和试验结果表明,新方法在区内故障时可快速动作,且消除了积分环节引入的传变误差对差动保护的影响,降低了电压电流传变差异对保护精度的影响,性能优于现有差动保护方法。     

基于空间矢量PWM的死区效应分析与补偿

死区效应存在使得逆变器输出电压和电流发生畸变,同时增加输出了谐波分量,在低速运行时,可能导致系统不稳定.提出了一种补偿方法,可以同时补偿死区效应造成的误差电压并且消除了零电流钳位现象.该方法为提高电流极性检测的准确性,将三相电流的方向通过输出电压矢量角度获得.另外,将一种消除零电流钳位效应方法与上述补偿方法结合提高输出波形质量.仿真和实验结果验证了这种方法的正确性和可行性.     

误差补偿的永磁同步电机电流环解耦控制

针对矢量控制永磁同步电机电流环在动态调节过程中的相互耦合问题,提出一种基于电流误差的多项式交叉耦合补偿方案.以一阶延迟的电流环为目标,在经典的d轴和q轴电流反馈控制结构的基础上,设计基于电流误差的交叉耦合补偿控制器,采用误差零点的Taylor展开式进行纯积分补偿结构的逼近,减小电压饱和效应,得到多项式结构的补偿控制器,...     

PWM整流器无电压传感器预测电流控制

传统PWM整流器预测电流控制需借助交流电压传感器测量电网电压,针对电压传感器硬件成本高、安装困难及可靠性低等问题,提出将虚拟磁链引入PWM整流器预测电流控制方法中。建立两相静止坐标系下PWM整流器虚拟磁链数学模型,采用带有补偿项的一阶低通滤波器代替纯积分环节对电网虚拟磁链进行估计,解决因纯积分环节带来的积分初值和直流偏置问题,利用虚拟磁链计算瞬时功率和电网电压矢量幅值及相角,结合预测电流控制方法建立PWM整流器无电压传感器预测电流控制系统。仿真结果表明无电压传感器预测电流控制系统电网电压及电流相位同步,电网电流谐波畸变率低,直流母线电压准确跟踪其指令值,表明所提方法的有效性和可行性。     

一种矩阵变换器输出电压的非线性前馈补偿方法

矩阵变换器通常采用基于输出电流方向检测的四步换流策略,但四步换流延迟及半导体器件压降会引起输出电压误差和谐波,降低了矩阵变换器输出电压质量。详细分析电压误差产生的原因,并提出了一种非线性前馈补偿方法。该方法是根据具体的四步换流次序及半导体器件压降,通过查表的方法,预先计算出实际电压误差,再通过前馈补偿输出电压误差,从而减少了输出电压谐波。将该方法应用于V/F控制进行验证,实验结果表明,该方法可以减少输出电压谐波。     

基于预测电流控制的PWM逆变器死区补偿方法研究

详细分析了PWM逆变器死区对输出电压和输出电流的影响,基于预测电流控制算法提出了一种新的补偿算法,仿真分析和实验结果证明该算法对死区补偿的有效性和可行性,而且不需添加任何硬件,所有算法都由DSP来完成,易于实现.     

一种矩阵变换器输出电压的非线性前馈补偿方法

矩阵变换器通常采用基于输出电流方向检测的四步换流策略,但四步换流延迟及半导体器件压降会引起输出电压误差和谐波,降低了矩阵变换器输出电压质量.详细分析电压误差产生的原因,并提出了一种非线性前馈补偿方法.该方法是根据具体的四步换流次序及半导体器件压降,通过查表的方法,预先计算出实际电压误差,再通过前馈补偿输出电压误差,从而减少了输出电压谐波.将该方法应用于V/F控制进行验证,实验结果表明,该方法可以减少输出电压谐波.     

一种新颖的基于空间矢量PWM的死区补偿方法

该文针对永磁同步电机的矢量控制系统，详细分析了空间矢量PWM中死区效应对输出电压的影响，并结合空间矢量图，讨论了输出电压矢量位置与三相电流方向的关系。在此基础上，该文提出了一种新的死区补偿策略，将三相电流分成六个区域，并在每个区域只对其中一相输出电压进行补偿。该方法通过判断输出电压矢量的角度来获取三相电流的方向，避免了电流检测中多个零点的现象。最后，结合TMS320F240DSP控制芯片，进行了补偿前后的实验，得到令人满意的补偿效果。     

基于相电压反馈的三电平逆变器死区补偿

为防止逆变器上下桥臂直通,通常需要在开关管驱动信号中加入死区时间,但死区时间可能导致输出电压和电流畸变。针对二极管中点箝位型NPC(neutral-point clamped)三电平逆变器的死区补偿问题,提出了一种基于相电压反馈在线计算误差电压的死区补偿策略。该策略根据反馈相电压,在dq同步旋转坐标系下对误差电压进行实时计算。同时,针对电流极性判断中传统滤波器所造成的电流相位偏移问题,采用卡尔曼滤波对转换到dq同步旋转坐标系中的三相输出电流进行滤波,并将滤波后的电流重构到三相静止坐标系中,实现无相位偏移地判断电流极性。仿真结果表明,该方法可以较准确地判断电流极性,并能够自适应地调节补偿电压,有效地减小了输出电压的谐波含量。     

考虑换相时无刷直流电机脉宽调制方法研究

对于转子永磁磁场为梯形波分布的三相BLDCM,首先分析了采用两两通电方式时电机电流及换相转矩波动的变化特点,然后从理论上给出了低速时基于H_pwm-L_on方式的一种改进的换相转矩脉动补偿方法;重点结合高速多极BLDCM的特点,在此基础上提出了改进的电压滞环PWM方法,以此来尽可能保持换相期间关断相与接入相的电流平衡,维持电机电磁功率的恒定,从而减小换相过程对转矩脉动和系统转速跟踪性能的影响.仿真和实验结果表明:采用基于H_pwm-L_on方式的补偿方法,其补偿作用有限,且续流时间难以准确计算,工程实现较为困难;采用这种改进的电压滞环PWM方法,电机电流和电磁功率在换相期间的波动小,在工程实用和有效抑制换相转矩波动方面有较大的优势,比较适合高速多极BLDCM控制系统.     

有源不平衡补偿装置的3次谐波电流抑制方法

有源不平衡补偿装置可以完全实时补偿低压配电网三相负荷的不平衡功率,但是不平衡补偿功率会导致补偿电流发生畸变。分析了补偿电流发生畸变的机理,指出有源补偿装置输出的负序功率将导致直流侧电压的二倍频波动,进而通过直流电压自励控制环路在补偿电流指令中引入了3次谐波分量。提出了一种阻断直流电压二倍频波动传递环路的3次谐波消除方法,实验结果表明了这种方法的有效性。     

一种基于电流矢量的死区时间补偿方案

针对PWM电压型变频器死区时间对输出电压的影响,提出了一种死区时间补偿方案.该方案通过电流矢量空间角判断感应电机三相定子电流正负,推导出三相定子电压的补偿量.实验显示了该方案的有效性.     

便携式充电CRM图腾柱功率因数校正过零检测延迟与交错相位误差补偿控制

图腾柱功率因数校正(PFC)被广泛应用于电动汽车充电机以提高充电效率。该文提出考虑零电压开通(ZVS)裕度和轻载频率限制的全范围ZVS控制模型,全电压范围内实现完全ZVS开通。分析了电流过零检测(ZCD)延迟对输入电流总谐波畸变率(THD)的影响,提出基于在线时间计算模型的ZCD延迟补偿方法,满载电流THD降低1.4%。针对两相交错相位误差,提出考虑开关周期变化量的相位误差补偿方法,提高交错精度,满载THD进一步降低0.5%。最后,搭建了一台3kW便携式充电机,验证所提控制策略的有效性,充电机前级图腾柱PFC最高效率为98.8%,整机最高充电效率为96.6%,满载THD为2.4%,相比补偿前降低1.9%。     

基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制

虚拟同步发电机(VSG)能够实现新能源机组友好并网。然而,传统的VSG技术主要适用于电网电压平衡工况,这使得VSG在电压不平衡情况下面临输出电流不平衡及过流等问题,为此提出一种基于动态电压补偿的VSG平衡电流控制架构及方法。通过负序电流抑制和峰值电流抑制策略,分别生成对应的补偿电压,使得VSG在电压不平衡时仍能输出平衡电流,且可抑制电网电压跌落瞬间的暂态冲击,以及确保稳态运行时的电流不超过安全阈值。同时,所提控制方法并未改变VSG等效为电压源的属性,保留了VSG的电压支撑能力。不同工况下的仿真测试结果验证了所提出控制方法的正确性和有效性。     

基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制

首先对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器进行分析,通过两相静止坐标轴建立数学模型,根据数学模型分析提出了一种电压型PWM整流器的基于虚拟磁链(VF)的模型预测直接功率控制(MPDPC)策略。在电网电压含有谐波等干扰时,由于该方法使用虚拟磁链定向,可防止电压型PWM整流器的性能受过多干扰,并且通过利用功率误差最小和空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现预测功率控制。针对实际离散系统中存在的数据延迟,采用了预测延迟一步对预测功率进行延迟补偿,且采用对功率误差积分修正补偿,使系统实现无差功率控制。最后对该控制进行了仿真和实验,验证了所提策略的可行性和正确性。     

任意负载条件下动态电压恢复器的复合谐振控制策略

针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐波电压所对应的谐波电流成分并控制DVR产生反向的谐波电流,间接消除了DVR输出电压中的谐波成分,显著提高了动态电压恢复器对任意负载特别是对非线性负载的电压补偿能力。实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于预测控制的PWM整流器控制策略研究

脉宽调制(PWM)整流器控制策略常以电网电压平衡环境为基础。在此着重研究电网不平衡状态时三相PWM电压型整流器(VSR)特性及其控制策略,提出电网电压不平衡环境下预测电流控制算法,在一个PWM开关周期内,利用己知电流状态,预测下一个采样时刻达到预期电流所需的控制电压值。该方法因无需进行网侧电流正、负序分量计算,从而减少内环电流调节器数目,简化了控制算法,提高了系统计算速度。其暂态过渡过程仿真和基于RT-LAB半实物实时实验结果表明,该控制方法无论电网电压是否平衡,系统均具有动态响应快、功率因数高、输出电压稳定性好的特性,能显著抑制网侧电网不平衡对PWM整流器性能的影响。