三相电压型PWM整流器研究现状与发展趋势

从三相电压型PWM整流器的工作原理入手,分别对其数学模型、拓扑结构、控制策略几个方面做了详细阐述。给出了几种控制策略,重点对间接电流控制、直接电流控制、直接功率控制、状态反馈线性化控制做了分析与叙述,指出了各自的优缺点、适用场合及待改进之处;对模糊控制、人工神经网络等智能控制理论在PWM整流器中的应用情况作了总结;最后对PWM整流器控制技术的发展趋势进行了展望。     

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。     

PWM整流器电流控制策略的研究

对三相电压型PWM整流器的电流控制策略进行了研究 ,提出在两相静止坐标系下的预测电流控制和同步旋转坐标系下的PI调节直接电流控制策略 ,并对这两种控制器的性能进行了比较研究 ,最后给出仿真和实验结果     

一种新型PWM整流器间接电流控制策略及其有源阻尼方法

PWM整流器的控制策略可分为直接电流控制和间接电流控制,前者至少需要两个高精度的交流电流传感器,增加了系统的体积和成本。本文提出一种新型PWM整流器间接电流控制策略。该方法采用电流观测器获取电流反馈量,无需使用交流电流传感器。其电流环只包含有功电流反馈控制,对无功电流,则依据稳态电压平衡关系生成控制量,使其稳态时自然为零。对所提方法的电流响应进行深入分析,引入有源阻尼策略,使电流动态性能得到很大改善。仿真结果表明,本文提出的间接电流控制方法具有很好的稳态、动态性能。该方案成本低,性能高,且结构简单,是一种新颖的PWM整流器控制策略。     

三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述

控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM 整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM 整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM 整流器控制策略的发展趋势。     

三相电压型PWM整流器的分段启动控制

三相电压型脉宽调制(PWM)整流器主要采用双闭环的前馈解耦控制,包括电压外环和电流内环。电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制整流器的输入功率因数。采用该控制策略的PWM整流器在启动时会产生冲击电流。分析了冲击电流的产生原因,提出了PWM整流器的分段启动控制方法。仿真和实验结果均表明该控制策略能很好地抑制PWM整流器启动阶段的冲击电流。     

风力发电中电压跌落瞬间PWM整流器性能研究

为了在电压跌落瞬间满足电网对风力发电系统的要求,本文对常规的矢量电流控制器和双矢量电流控制器下的三相电压型PWM整流器分别进行了研究,并重点介绍了双矢量电流控制器情况下的整流器数学模型、参考电流及控制电压的计算方法.在文中利用Matlab对两种电流控制器控制下的三相电压型PWM整流器分别进行了仿真,并对它们在电压跌落情况下的性能做了分析比较.通过分析研究可以明确,双矢量电流控制器更适合于PWM整流器在电压瞬间跌落情况下的控制.     

基于直接电流控制的PWM整流器的研究

研究三相电压型PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,双闭环直接电流控制策略.通过Matlab软件搭建系统模型进行仿真分析,验证了控制策略的可行性.在此基础上利用DSP控制单元和IPM集成模块搭建实验平台,设计控制软件进行实验验证.实验结果表明,PWM整流器使输入电流正弦化,有效减少谐波污染,能够实现单位功率运行...     

三相PWM整流器启动冲击的抑制

采用LCL滤波器的三相电压源型脉宽调制(PWM)整流器广泛应用于中高功率场合,且可双向运行。基于坐标变换的直接电流控制方法具有控制精度高、调节速度快等优点,广泛应用于三相PWM整流器的控制。直接电流控制中的比例积分(PI)调节器会导致整流器启动瞬间产生过冲电流,使得功率器件承受较大的瞬时电流应力,影响系统的可靠性,故需研究三相整流器启动冲击的抑制方法。分析了三相电压源型PWM整流器启动过程并建立其动态模型,分析了产生过冲电流的原因,介绍了冲击电流幅值的估算方法,在此基础上提出了一种新型软启动控制方法,并通过仿真与实验验证了理论分析。     

一种三相PWM整流器控制方法研究

在三相PWM整流器d q轴数学模型的基础上 ,研究了其网侧电流控制策略 ,讨论了基于电网电压前馈控制和网侧电流补偿控制的解耦控制方法 ,提出了一种结合间接电流控制和直接电流控制方法的矢量控制策略 ,并通过仿真验证了控制策略的正确性和有效性。     

A three‐vector‐based direct power control strategy for three‐phase voltage source PWM converters

For traditional direct power control strategy, there exist high steady‐state power ripples and large current harmonics. To solve this problem, this work proposes a novel three‐vector‐based direct power control strategy for three‐phase voltage source pulse‐width‐modulated (PWM) converters. Different from traditional predictive direct power control strategy, an improved vector table is presented and three voltage vectors are selected, which considers the impact of voltage vectors on the active and reactive power simultaneously. The performance of the three‐phase voltage source PWM converters with the proposed control strategy is investigated and compared with the predictive deadbeat direct power control strategy. Furthermore, the three‐phase voltage source PWM converters have also been tested in the condition of different loads and when voltage unbalance occurs. Simulation and experimental work are conducted. The results conclude that the proposed strategy is of simple structure and fast dynamic response. Besides, it can effectively reduce steady‐state power ripples and current harmonics, improving the performance of the three‐phase PWM converters. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

三相PWM整流器间接电流控制动态性能的改进

三相电压型PWM整流器的间接电流控制(Indirect Current Control,简称ICC)方案具有稳态性能好,控制简单,成本低的优点,若能克服动态性能差的弱点,仍有很大的使用价值.现从三相电压型PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型入手,深入分析常规ICC方案,指出其动态性能差的根源在于电流响应性差.由此提出了增加串联补偿校正的改进方案,以改善电流特性.此外,还增加了输出直流电压微分负反馈环节,以抑制电压超调.对控制系统的软硬件进行了设计.实验结果表明,改进后的控制方案,大大提高了动态性能,并兼备ICC和直接电流控制(Direct Current Control,简称DCC)的优点.     

PWM整流器在双馈风力发电机励磁调节中的应用

基于三相电压型PWM整流器的d-q模型,详细分析了PWM整流器的双闭环控制原理,提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略及提高抗扰动性能的前馈控制策略,将PWM整流器应用于双馈风力发电机系统。通过仿真及实验,表明该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压,能够实现能量的双向流动,具有良好的动、静态特性,能够满足风力发电机系统的要求。     

三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。     

基于DSP的高性能单位功率因数整流器

在建立三相PWM整流器dq模型的基础上,提出了一种电压PI控制和基于输人输出线性化电流控制的:PWM整流器混合控制策略,来实现整流器的高性能特性,并构建了基于DSP的PWM整流器实验装置,介绍了整流器的硬件和软件设计.实验结果验证了控制策略的有效性,PWM整流器的动态性能较好,直流输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1.     

三相电压型PWM整流器控制特性

基于三相电压型PWM整流器的工作原理,研究了PWM整流器的四象限运行的工作状态,并在此基础上提出PWM整流器网侧呈现受控电流源、且电流和功率因数均可控的特性,这使得整流器可以灵活地在各种工作状态间切换。针对PWM整流器网侧功率因数控制的要求,指出PWM整流器需工作在升压状态,且推导出其保持正常运行时直流电压与交流输入电源电压的比值应大于一个临界升压系数。提出了基于空间矢量算法的PWM整流器阶段电流控制策略:升压系数较大时采用单位功率因数控制模式,升压系数较小时则切换至滞后功率因数控制模式。设计并搭建了基于DSP数字化的三相电压源型PWM整流器的物理平台,实验波形验证了PWM整流器自身运行特性与其工作在临界升压系数时电流控制策略的切换控制的正确性。     

三相电压型脉宽调制整流器矢量控制研究

在三相电压型脉宽调制整流器d-q轴数学模型的基础上，对其矢量解耦控制策略进行了研究，提出了基于电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的控制策略。仿真结果表明，采用此控制策略的整流器能够扶徘忡化功率心数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应，并能够实现能量的双向流动。     

三相电压型脉宽调制整流器矢量控制研究

在三相电压型脉宽调制整流器d-q轴数学模型的基础上,对其矢量解耦控制策略进行了研究,提出了基于电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的控制策略。仿真结果表明,采用此控制策略的整流器能够获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应,并能够实现能量的双向流动。     

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。