VIENNA整流器的滞环电流控制研究

通过分析三相三开关三电平(VIENNA)整流器的工作原理,提出了基于滞环电流比较的控制策略,并将母线电压偏差引入电流参考,通过调节电流参考的直流偏移实现中性点电压平衡。最后通过VIENNA整流器的仿真和2kW样机试验,在电压、负载突变及三相不平衡条件下,验证了控制方法的可行性。稳态条件下其谐波畸变率小于3%,功率因数为0.99。     

三相PWM整流器滞环控制改进方法的研究

三相电压型PWM整流器的控制已趋于成熟,其中以滞环控制方法最为经典.针对传统滞环控制策略存在的开关频率不固定从而造成谐波畸变较大的问题,分别通过网侧电压叠加、固定开关频率及不对称环宽等3种方法对传统滞环控制策略进行改进,实现滞环宽度按控制规律可变,从而固定开关频率,减小谐波畸变,最后通过仿真和实验验证了改进方法的优越性...     

基于低开关损耗新型滞环PWM整流器研究

针对三相高功率因数整流器的控制要求和实际工程条件,进行了基于低开关损耗的三相PWM整流器研究,系统采用了负载电流前馈的电流滞环控制策略.该系统不仅改进了传统滞环控制策略带来的高开关频率的问题,更引入了负载电流前馈控制,使得系统对于外环的PI参数有着较传统滞环PWM整流器更低的依赖性,在三相电网不平衡的条件下也表现更好的运行特性.仿真波形和实验数据都验证了该控制方法的有效性以及对PI调节参数的低依赖性.     

DSP控制的低开关损耗PWM整流器系统研究

采用负载电流前馈的电流滞环控制策略,不仅满足了三相PWM整流器高功率因数、直流侧电压稳定可调的控制要求,而且在每个周期内分区限制功率器件的开关通断,因而降低了系统的开关损耗.该系统改进了传统滞环控制策略带来的高开关频率问题,并通过引入负载电流前馈控制,使得系统对于外环的PI参数有着较传统滞环PWM整流器更低的依赖性,在三相电网小平衡的条件下也表现出更好的运行特性.仿真波形和实验数据验证了该控制方法的有效性以及对PI调节参数的低依赖性.     

VIENNA整流器网侧电流过零点波形畸变抑制方法

VIENNA三电平整流器广泛用于风力发电、不间断电源等场合。为提高网侧电能质量,在d-q旋转坐标系下建立其数学模型及多环控制结构,根据单位功率因数工作情况下电网各相电流与同相整流器电压所需满足的重要限制条件,深入分析了d-q旋转坐标系下由多环控制及常规基于载波PWM调制方法所引起的电网电流过零点处波形畸变的原因,为减小电网电流总谐波畸变率,采用在三相参考调制电压中增加补偿分量的方法消除不满足VIENNA整流器重要限制条件的区域,使电网电流在各过零点处的畸变得到抑制,电能质量得到大大改善。利用Saber仿真系统建立了整流器模型,分析对比了增加补偿分量前后基于载波PWM调制方法下电网电流波形畸变率变化情况,验证了理论分析的正确性。     

GAPF自适应滞环控制策略研究

在此介绍了一种应用于三相六桥臂双主电路拓扑结构的自适应滞环电流控制策略。使用广义谐波分频检测算法可从电路中检测出低频广义谐波分量和高频广义谐波分量,采用自适应滞环控制策略对低频谐波信号采用两态滞环控制,高频谐波信号采用三态滞环控制。最后,搭建并联型广义有源电力滤波器(GAPF)的整体仿真模型,使用Simulink仿真,仿真数据可证明对系统采用自适应滞环控制策略后,系统侧三相广义谐波含量明显减少,从而可知控制策略对广义谐波电流抑制有效。     

基于无源与自抗扰的Vienna整流器控制策略研究

为提高整流器抗干扰能力与减少对电网的不良影响,采用T型VIENNA整流器实施直流输出电压、交流输入电流的综合控制。在建立三相T型VIENNA整流器数学模型的基础上,提出非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制算法,使输入电流具有跟踪速度快、稳态精度高、谐波畸变率低的特性;采用直流侧电压反馈误差非线性控制的自抗扰算法,实现了在负载扰动和电网电压波动时直流侧电压的快速恢复和稳定输出。该控制策略与典型的电压比例-积分调节(proportional-integral controller,PI)+电流PI或传统无源电流控制策略相比,可使Vienna整流器运行于高功率因数,低谐波畸变率,直流侧输出电压稳定,抗负载、电网电压扰动能力强。仿真与实验结果验证了T型Vienna整流器电压、电流误差非线性控制的无源与自抗扰策略的可行性和有效性。     

三相PWM整流器最小滞环宽度研究

在实际三相整流器实验中,一般用采样频率来限制开关频率,设定滞环来减少谐波含量.滞环宽度过小不但会增大开关频率,而且会因谐波的不平衡性使网侧功率因数减小.分析了滞环宽度影响网侧谐波的原因.并在综合考虑三相电流的情况下,提出采样频率固定时计算最小滞环宽度的方法.最终通过仿真和实验验证了该方法的正确性,可以在最小滞环宽度下提高谐波电流的平衡性,使系统功率因数达到最佳值.     

三相四线VIENNA整流器及其数字控制策略研究

提出一种三相四线制三电平(VIENNA)整流器及其控制策略,实现功率因数校正(PFC).描述了三相四线制的VIENNA拓扑,在物理解耦的基础上,将整流器等效为输出并联的三路三电平单相PFC整流电路.对其进行原理分析、稳态计算,并介绍了基于直接电流控制的双闭环控制策略的原理和实现过程.仿真及实验结果表明,该整流器的网侧功...     

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。     

基于PR控制的VIENNA整流器高次谐波抑制

三相VIENNA整流器采用传统双闭环线性比例积分(Proportional Integral,PI)控制难以实现对输入交流量的无静差跟踪调节,同时dq轴解耦需要多次坐标变换,不利于数字实现且会给网侧电流带来高次谐波。基于此,本文将多个比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器并联模块引入三相VIENNA整流器,根据其数学模型在αβ坐标系下的特性设计了电流环,改善了网侧电流质量,降低了高次谐波含量,消除了电压电流相位差,实现了无静差跟踪。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果表明该控制策略可有效降低网侧电流谐波含量     

电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略

三相VIENNA整流器作为新型的三电平拓扑结构,因其功率密度高、电压应力小和实现单位功率因数运行等特点在大功率整流场合中运用广泛。针对电网不平衡时直流侧电压产生的二倍频波动,设计了一种在两相静止坐标系下的改进型不平衡控制策略。首先利用双同步坐标系的解耦软件锁相环实现电网电压正负序分量的分离,然后基于正负序双电流环独立控制结构将滑模控制SMC（sliding mode control）引入到电流控制器中,通过所设跟踪误差选取合适的滑模面及滑模趋近律,有效实现了直流电压纹波抑制以及输入电流谐波含量的最小化。最后在Matlab/Simulink软件中搭建了电网不平衡下VIENNA整流器控制系统的仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

VIENNA整流器的设计与优化

三相AC/DC整流器作为许多电力电子设备中不可或缺的电气环节得到了广泛的应用。相比于传统的二极管整流器及相控整流器,VIENNA整流器具有网侧谐波含量低、功率因数高的优点。同时,VIENNA整流器比普通桥式PWM整流器具有更少的功率开关数量,进一步提高了系统功率密度。在简要介绍VIENNA整流器原理的基础上,结合3 k W系统进行了相应的工程设计,主要包括储能元件设计、滤波环节设计和控制环路设计。此外,针对电网电压畸变带来的输入电流谐波问题,采用了一种结合VIENNA整流器控制环路的指定次谐波优化方法,并针对其中LCL滤波器带来的谐振问题,从工程设计的角度进行了相应的优化。3 k W工程样机的实验结果进一步验证了设计方法以及所采用的优化方法的有效性。     

高压三相PFC整流电路的研究

为了得到输出稳定、开关耐压力小并且功率因数高的大功率三相整流器,对三相VIENNA型PFC电路拓扑进行了研究,对VIENNA整流器的原理进行了调查,根据原有的控制理念,在其控制方面采用了区间控制结合滞环控制法来控制整个电路。在整个系统方案设计完毕后,搭建Matlab模型对所设计的电路进行仿真,由仿真结果可以看到系统的输出为稳压输出,开关器件的耐压力为输出电压的一半,输入功率因数为1,并且做了一些小样机对系统所采用的控制进行了验证。     

基于单周期控制的三相VIENNA整流器中点电压平衡控制策略

三相VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位NPC(neutral point clamped)结构变换器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小和控制环节简单等特点,具有较高的研究价值。而中点电位波动是NPC结构变换器固有的问题,以单周期控制的三相VIENNA整流器作为研究对象。对其直流母线电压利用率较低和中点电压交流波动的问题进行建模分析,提出了在单周期控制基础上加入中点电压平衡控制环,不仅可以基本消除中点电压波动,而且可以提高直流母线电压利用率。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。     

定频化VIENNA整流器模型预测电流控制

VIENNA整流器是一种高性能三相三电平整流器,不仅网侧性能优良,并且具有功率密度高、结构简单等特点。将模型预测控制引入了VIENNA整流器的电流控制当中,并针对传统模型预测控制计算复杂、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频化的模型预测电流控制方法,通过优化价值函数、引入调制模块的方式固定开关频率,并实现网侧单位功率因数、输出直流电压稳定和输入电流正弦的目标。实验验证了所提方案的正确性。     

基于SVPWM的VIENNA整流器研究

分析了三相三开关三电平(VIENNA)整流器的工作原理,研究了其空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现方法,提出了此整流器的矢量控制策略.采用电压外环和电流内环的双闭环控制,实现了VIENNA整流器的高性能特性.基于Matlab仿真平台,搭建了VIENNA整流器的仿真模型,仿真结果表明,该整流器能实现良好的动态性能和稳态性能.     

基于平均电流算法的VIENNA整流技术的研究

为了提高三相PFC的稳定性和高效性,降低系统成本,设计了基于平均电流控制算法的三相VIENNA整流器,该整流器利用平均电流控制算法和VIENNA整流结构相结合,采用数字控制方式。为了保证系统在输出正负母线正负电压平衡,系统引入母线电压均衡控制。实验结果表明,基于该设计方法的6,2kW三相PFC整流器,可靠稳定,功率因数可达到99%,效率可达到96%。     

电容均压三相四开关整流器多矢量模型预测控制

三相四开关整流器因其交流侧某一相直接连接在直流侧两电容中性点之间，存在着电容电压不平衡问题。为了保证电容电压平衡，且进一步提高三相四开关整流器控制系统的稳态性能，提出了一种电容均压的多矢量模型预测控制（multi-vector model predictive control，MVMPC）策略。针对三相四开关整流器无零矢量问题，建立等效零矢量模型；为保证直流电压的稳定，采用参考功率补偿策略来平衡直流侧电容电压；多矢量模型预测控制方面，每个采样周期选取两个基本电压矢量和一个等效零矢量，这使得等效合成矢量方向幅值均可调，扩大了等效合成矢量的作用范围，提高了系统的控制精度。仿真结果表明，电容均压多矢量模型预测控制策略能使三相四开关整流器可靠稳定地运行，对功率、网侧电流、直流侧电容电压等有着良好的控制效果；与传统的模型预测控制策略（conventional model predictive control，CMPC）相比，所提控制策略具有更小的功率脉动以及更低的电流谐波含量，且开关频率恒定，谐波电流分布规律。     

三相高功率因数PWM整流器的设计

目前三相功率因数校正技术广泛应用于PWM整流环节,而预测电流控制则是实现单位功率因数的一种有效控制策略。这种控制方式有效地解决了网侧电压电流相位校正的问题,以简单的电压环和电流环替代原有的复杂的功率环,既简化了算法程序,又节省了数字信号处理器的资源。电压环采用PI调节器,可以稳定调节直流输出电压,电流环采用相位跟踪技术,可以使整流器获得较高的功率因数。此PWM整流器在网侧添加双向可控硅控制的软启动装置,使直流侧输出电压在装置上电瞬间平稳上升至稳态电压。