单相脉宽调制整流器直接电流控制策略

单相系统无法直接采用基于dq同步旋转坐标系的比例积分(proportional Integral,PI)控制方法对有功电流和无功电流进行控制。针对这一问题,提出一种基于电压、电流虚构的单相脉宽调制(PWM)整流器直接电流控制方法。建立了单相PWM整流器数学模型,根据整流器网侧电压信号,通过相位滞后90O虚构出两相正交电压、电流信号,将三相矢量控制应用于单相系统。通过仿真验证了所提方法的可行性,并采用研制的单相PWM整流器实验装置对所提控制算法进行实验,验证了所提方法的有效性和正确性。所提方法可实现单位功率因数运行,且算法易于实现,具有较好的电流响应速度。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

基于任意相位延时的单相整流器dq轴电流快速计算方法

以单相两电平脉冲整流器为研究对象,以提高其dq电流解耦控制的动态性能为目的,针对传统dq轴电流计算速度缓慢的问题,提出一种新的dq轴电流计算方法。首先,引入两相坐标系下空间复矢量的概念,建立整流器在dq坐标系下的数学模型,分析dq电流解耦控制的基本原理;然后,针对单相系统αβ-dq坐标转换需要引入虚拟正交分量问题,提出一种任意相位延时算法,并分析该算法的响应速度与抗噪声干扰能力,该算法与目前几种常用的正交信号产生(orthogonal signal generators,OSG)算法相比具有更快的响应速度,且无需复杂计算、实现简单容易;最后对所提出的算法结合单相整流器dq电流解耦控制进行计算机仿真与半实物实验验证,同时与几种常见OSG算法做对比实验,结果证明了所提算法的正确性与有效性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法II)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法可直接用于单相或三相四线电压型变换器,具有良好的动、静态电流控制性能,并能保持开关频率基本恒定。但三相三线系统中,由于三相电流之间存在耦合关系,直接采用该电流控制方法,其控制性能会有所下降。通过线性变换,将三相三线变换器输出电流变换成虚构的两相电流,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法。该方法采用固定某一相开关状态,用两个单相抛物线PWM电流控制器产生另外两相开关信号,通过控制两相虚拟电流跟踪其参考电流,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

基于d-q电流解耦的单相双向AC/DC变换器系统

针对现有的单相双向AC/DC变换器闭环控制策略存在静态误差和控制复杂的问题,此处提出了一种基于正交电流虚构算法的d-q电流解耦控制方法,使系统能实现无静差跟踪。首先分析了单相单级LCL谐振式AC/DC变换器的工作原理,其次构建出交流侧的数学等效模型,根据数学模型引入解耦方程对d-q电流进行解耦。同时,针对d-q变换在单相系统无法直接实现的问题,通过正交电流虚构算法构造出与网侧电流正交的矢量。最后搭建了一台125 W实验样机,验证了所述控制方法能实现无静差跟踪。     

基于模型预测电流控制的双PWM变换器协调控制研究

针对传统电流环比例积分(proportional integral,PI)控制双PWM变换器动态响应慢和电流谐波含量高等问题,提出一种基于模型预测电流控制的协调控制策略。首先,分析整流侧PWM变换器的预测模型。然后,负载侧PWM变换器的输入电流前馈给整流侧PWM变换器电流环,在两侧能量流动的过程中实时调节电流的参考值。结果表明:采用模型预测电流控制的协调控制策略,改善了双PWM变换器系统的动态性能。最后,通过仿真搭建了以异步电机为负载的双PWM变换器改进的协调控制策略模型。验证了控制策略的优越性。     

单相PWM整流器改进无差拍电流预测控制方法EI北大核心CSCD

脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器的无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定电流信号,但由于电感参数与控制延时的影响,会导致交流电流畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,该文提出一种改进无差拍电流预测算法,推导了单相PWM整流器改进算法的离散传递函数,分析电感参数和采样时间对控制系统稳定性能和动态性能的影响。将改进的无差拍电流控制方法应用于双闭环系统中,能够有效减小电网电流的3次谐波及总谐波失真(total harmonic distortion,THD),消除了电流畸变。整个系统在直流母线电压外环的控制下,实现了直流母线电压的精确控制。仿真结果和实验结果都证明了改进电流控制方法理论分析的正确性和可行性。     

永磁同步电机电流预测控制算法

在同步旋转轴系下,提出了一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法,来提高电机电流环的性能。基于电机数学模型,电流控制器根据电流给定和反馈值计算得到电压矢量,通过空间矢量脉宽调制模块将电压矢量转换为开关信号。引入了鲁棒电流预测算法,来减小预测模型参数误差对系统稳定性的影响。仿真和实验结果表明,与传统矢量控制相比,永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度。     

基于模糊自适应PI控制的变换器电流控制方法

提出一种新型基于模糊自适应PI调节电流控制电压型PWM变换器方法,将模糊控制与PI控制器结合,采用模糊推理方法,根据电流误差和电流误差的变化,自动调整P,I参数,提高了电流的控制精度和变换器的动态性能.仿真结果证明该方法具有良好的动态性能.     

基于虚拟信号反馈算法的单相PWM整流器DQ电流解耦控制

以单相PWM整流器为研究对象,以提高其DQ电流解耦控制的电流内环动态响应速度,增加算法控制精度,实现单位功率因数为目标,首先,建立整流器DQ电流解耦控制的数学模型。其次,针对单相系统坐标变换需要构造虚拟正交分量问题,分析了传统的四分之一周期延时算法与2阶广义积分(second-order generalized integrator,SOGI)算法,研究了一种基于虚拟信号反馈(virtual signal feedback,VSF)的DQ电流解耦控制算法,并给出了电感参数灵敏度分析。然后,为消除电感不匹配对功率因数的不良影响,提出了一种基于稳态q轴电流偏移的电感误差在线补偿算法。最后,对所提出算法进行了仿真和实验验证,同时与传统的延时算法和SOGI算法作对比分析,结果验证了所提算法的正确性以及有效性。