基于空间矢量的三相电压型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旋转坐标系下的数学模型,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,仿真模型正确.     

PWM整流器两种空间矢量控制策略的比较研究

分析了三相电压型PWM整流器的原理、拓扑结构以及在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型,并在此基础上重点研究了PWM整流器在同步旋转dq坐标系下基于电压定向的空间矢量控制策略和基于虚拟电网磁链定向无电压传感器的矢量控制策略.最后运用Matlab中的Simulink工具箱构建了三相电压型PWM整流器的仿真平台,对PWM整流器两种控制策略进行了仿真,并做了相关的比较研究.     

三相PWM电压型整流器无源控制算法的研究

本文对三相电压型PWM整流器的单位功率因数以及输出电压的控制问题进行了讨论，推导了在a-b-c与d-q坐标系下整流器的动力学EL(Euler-Lagrange)方程。文中给出了无源控制器的一般设计方法与系统控制的约束条件，针对三相电压型PWM整流器系统给出了改进型无源(Passivity-Based)控制策略的仿真实验结果。仿真实验表明：本文所述的无源控制策略对于三相电压型PWM整流器系统的单位功率因数与输出电压控制具有快速跟随、抗干扰性强、功率因数高等良好特性。     

三相电压型PWM整流器双闭环系统校正方法

分析了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型,运用前馈解耦控制策略得到三相电压型PWM整流器的电流解耦模型.根据该模型,提出了三相PWM整流双闭环系统调节器的整定方法,并通过仿真验证了该整定法的可行性.     

基于虚拟磁链的PWM整流器的直接功率控制

三相PWM整流器的直接功率控制(DPC)比电压定向控制(VOC)的动态响应要快,并具有良好的抗干扰性能.提出一种新的基于虚拟电网磁链的三相电压型PWM整流器DPC策略.分析了PWM整流器工作原理,建立了电压型PwM整流器在α-β、d-q坐标系中的数学模型,并在此基础上,通过应用虚拟磁链概念,提出了三相电压型PWM整流器在α-β、d-q坐标系中的虚拟磁链模型.由于通过估计虚拟磁链来计算无功与有功功率,因此可省略三相PWM整流器的电网侧电压传感器,该控制系统的结构为直流输出电压外环,功率控制内环.仿真结果表明:与传统的DPC方法相比较,基于虚拟磁链的三相PWM整流器DPC系统结构简单,能有效减少传感器的数量,且抗干扰能力强,电网输入电流的畸变较小,具有更好的瞬时功率动、静态控制特性.     

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.     

三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略

研究了三相高功率因数电压型脉宽调制(PWM)整流器的控制策略,提出了建立三相电压型PWM整流器主功率电路小信号模型的方法,设计了电压控制器。详细地分析了三相电压型PWM整流器的高频数学模型,介绍了两相静止坐标系下和两相旋转坐标系下实现高功率因数的控制方法。在旋转坐标下,输入电压、电流是直流量,电流调节器采用PI调节器可实现输入电流无静差地跟踪给定电流,从而实现网侧的单位功率因数。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了电压开环的小信号模型,进而设计了电压外环调节器。实验结果表明,文中控制参数确定方法是正确的,提出的控制策略可以进行三相PWM整流器的工程化设计。     

三相电压型脉冲宽度调制整流器的状态反馈线性化控制系统设计

建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型,通过非线性输入变换和引入交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;由此提出了一种电流内环基于状态反馈解耦、电压平方外环基于功率平衡理论的双闭环矢量控制策略,并进行了Matlab/Simulink仿真验证。最后,对基于6MBP20RH060和TMS320F2812设计制作的样机进行了试验,达到了较好的效果。     

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。     

电网不平衡条件下PWM整流器的并联控制方法

针对电网不平衡的情况下三相电压型PWM整流器易产生交流电流和直流电压谐波的问题,提出采用两组PWM整流器并联形式的解决方案. 一组作为主整流器,用以产生正序电流,另一组作为辅助整流器,用以产生负序电流,同时保证主、辅整流器输出到直流侧的瞬时功率之和不含交流分量.推导正、负序电流与电网正、负序电压及直流功率的关系,并设计出控制系统.建立基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真平台对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡时不同负载工况的条件下进行充分仿真研究.仿真结果表明,本文所提出的方法能够将三相电压型PWM整流器的谐波抑制到电网平衡条件下的水平.     

直驱式风力发电系统并网控制策略研究

研究了一种用于直驱式风力发电系统的并网控制策略,建立了三相电压型PWM逆变器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,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逆变器控制系统,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,仿真模型正确。     

双PWM变频器供电的双馈发电机系统仿真

建立了双馈发电机矢量控制系统和三相PWM整流器的控制模型,在三相整流器的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,通过仿真验证了控制策略的正确性和有效性.     

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制（direct power control,DPC）的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVAl20智能功率模块,设计50kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10kHz、5us的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC—SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。     

基于非线性积分滑模变结构控制三相VSR的研究

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)对系统参数变化及负载扰动的能力,在传统积分滑模的基础上,提出非线性积分滑模变结构控制策略。该控制策略含有误差和误差积分项,减小稳态误差和抖振的同时又能提高系统的鲁棒性,并在此基础上对积分项进行削弱,防止积分饱和效应(windup)带来超调过大及响应时间过长的问题。采用指数趋近律,提高滑模面上的运动品质,以进一步削弱抖振效应。最后仿真结果表明,非线性积分滑模变结构控制策略与传统积分滑模、双闭环PI相比,该方法使系统具有超调小和更好的抗扰性、跟踪能力。     

三相电压型PWM整流器的内模解耦控制

通过静止坐标变换和旋转坐标变换,得到了简化的、有利于控制系统设计的三相电压型PWM整流器的数学模型.当模型不准确或系统参数与模型参数不完全匹配时,基于旋转坐标变换的矢量控制仍然存在解耦控制失败的可能,影响系统的控制性能.为实现可靠、安全的解耦控制,基于感应电动机定子电流解耦控制思想,提出了三相电压型PWM整流器电流内模解耦控制策略,给出了内模解耦控制器的设计及实现方案,并进行了仿真和模拟实验.实验结果令人满意.     

基于相位补偿的高频Vienna整流器解耦控制方法

针对三相三线制Vienna整流器控制频率与输入电压频率比值较低时dq轴耦合加剧的问题,采用基于复系数传递函数的方法,推导了Vienna整流器电流环的开环传递函数。在同步旋转坐标系下,建立了考虑数字控制延时后的电流环复系数控制模型,对该模型的分析与研究表明,考虑数字控制延时后,传统电流前馈解耦方法不能实现完全解耦。为解决此问题,提出了一种带相位补偿的电流前馈解耦控制方法。该方法将输出的控制信号乘上延时对应的相位补偿量后作为新的控制信号,以消除延时对控制环路的影响,有效提高了电流环的性能。最后搭建了1 000 W的Vienna整流器仿真与实验平台进行验证,仿真与实验结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于空间矢量控制的PWM整流器建模与仿真

为了设计三相电压型PWM整流器系统,需要建立系统仿真模型进行控制方案和参数的验证,首先由整流器拓扑结构得到了同步旋转坐标系下的数学模型,根据此模型建立了基于电压外环和电流内环的双闭环控制系统,并给出了具体设计方法。采用简化的SVPWM控制策略来实现整流器电流控制的目的,通过Matlab/Simulink对系统进行了仿真,仿真结果表明整流器能够输出稳定的直流电压,实现了能量的双向流动和单位功率因数运行,从而验证了该设计方案的正确性。     

基于旋转坐标变换交流电子负载模拟实验研究

针对传统交流电子负载基于内环电流PI控制动态响应较差,且易受网侧波动干扰,以双PWM变换器为电路基础,参考三相PWM整流器通过旋转坐标变换分别控制有功与无功电流来消除稳态误差的模型,提出单相PWM整流器(VSR)旋转坐标变换模型.通过构建正交虚拟电流与前馈解耦并结合基于BP神经网络的自调整PI控制,在稳定直流母线电压的同时实现负载模拟电流的矢量控制,提高负载模拟的动态和稳态特性.实验结果表明,在纯阻、感阻、容阻负载模拟下,该控制策略能够有效提高负载模拟动态响应,对比常规PI,可知基于BP神经网络自整定的PI控制在参考电流为1 A阶跃响应中超调量减少约10％,调节时间减少约9 ms.     

基于前馈解耦控制的电压型PWM整流器可逆运行研究

研究了一种基于前馈解耦的电压型PWM整流器系统双向运行控制策略,使整流器在整流以及有源逆变状态下都能实现高功率因数运行。建立了两相旋转坐标系下整流器的低频数学模型;在分析整流器能量双向流动的基础上给出了控制方法,采用电压外环与电流内环的双闭环结构,由电压外环控制功率的流向与大小;通过前馈解耦,对d轴电流与q轴电流独立控制,并给出了电压凋节器与电流调节器的设计方法,使系统在整流与逆变状态下都能达到较高的动静态性能;最后给出了仿真实验验证结果。