傳統(tǒng)pwm整流器直接功率控制(dpc)中,靠近基本電壓矢量的地方,容易出現(xiàn)無功功率失控現(xiàn)象,導致網(wǎng)側電流出現(xiàn)畸變和較大的直流電壓波動。從pwm整流器瞬時功率數(shù)學模型出發(fā),分析了開關矢量對瞬時有功功率和無功功率的作用機理,設計了一種基于新扇區(qū)空間劃分方法和新開關矢量表的pwm整流器dpc策略,該方法具有兼顧有功功率調節(jié)的快速性、抑制無功波動和降低開關頻率的功能。仿真和實驗結果驗證了該方法的有效性和可行性。

為了提高電流型pwm整流器網(wǎng)側功率因數(shù)和系統(tǒng)抗干擾能力,提出了采用互聯(lián)和阻尼分配無源控制方案設計系統(tǒng)控制器的新型控制策略。根據(jù)能量成型和端口受控哈密頓控制原理,建立了電流型pwm整流器的端口受控耗散哈密頓（pchd）模型,根據(jù)系統(tǒng)控制器的設計目標,求取了期望穩(wěn)定平衡點。通過配置與系統(tǒng)結構兼容的能量函數(shù),在期望穩(wěn)定平衡點處設計了鎮(zhèn)定的控制器,實現(xiàn)了電流型pwm整流器單位功率因數(shù)運行、直流電流快速達到期望值并穩(wěn)定運行于平衡點的控制目標,仿真結果證明了該方案的可行性。

?????????????????pwm??????????????????????????????????????????????20080501 ?????pwm????????????????????????????????????3????????(6?ì1.???????pwm?????????[????]20082.????????pwm??????[????]20093.???????pwm?????????[????]20084.????????????pwm??????[????]20085.??pwm??????????[????]20066.????????pwm????vsr??

在低開關頻率時采用傳統(tǒng)電流調節(jié)器設計對pwm整流器進行控制,將導致dq軸電流的嚴重耦合,甚至系統(tǒng)不能正常工作。本文分析了pwm整流器的離散化模型,考慮實際系統(tǒng)中存在的pwm延遲,基于復矢量概念并結合整流器離散特性進行了直接離散化電流調節(jié)器設計。該設計方法不需要進行雙線性變換,且其閉環(huán)系統(tǒng)與采樣周期無關,性能穩(wěn)定。通過幾種離散化調節(jié)器的仿真結果對比顯示了直接設計離散電流調節(jié)器的優(yōu)越性能。

針對在線式不間斷電源系統(tǒng)(ups)中的ac/dc整流器,設計了一套基于dqo軸控制的三相四線電壓型pwm整流器的控制策略。介紹了該整流器的拓撲;推導了其主電路的數(shù)學模型;給出了帶有正負母線電壓平衡特性的雙環(huán)控制的結構框圖,并分別設計了電壓外環(huán)和電流內環(huán)的控制參數(shù);最后制作了一臺實驗樣機并進行了實驗。實驗結果表明,所設計的控制器性能優(yōu)良,可實現(xiàn)所要求的電網(wǎng)側高功率因數(shù)、低電流諧波畸變率(thd)以及輸出側正負直流母線電壓平衡等特性。

建立了三相四線電壓型pwm整流器在兩相同步旋轉dq0坐標系下的el(euler-lagrange,el)數(shù)學模型。根據(jù)控制目標,基于pwm整流器的el模型,結合pi控制器設計了混合無源控制器。為實現(xiàn)誤差能量函數(shù)快速收斂到期望平衡點,采用了阻尼注入方法設計了無源控制器;進而確定出dq0坐標系下所需的開關函數(shù)。由于無源控制器是在保證pwm整流器穩(wěn)定的前提下,由阻尼注入和pi控制器參數(shù)的大小調節(jié)pwm整流器的動態(tài)和靜態(tài)性能,具有易于調試和工程實現(xiàn)的特點。電網(wǎng)平衡和不平衡情況下仿真表明了三相四線電壓型pwm整流器混合無源控制器應用的可行性。

提出了一種新型脈寬調制(pwm)瞬態(tài)電流控制方法。該方法針對整流器啟動瞬時電流過沖現(xiàn)象,當電流在閾值范圍內變化時,采用常規(guī)瞬時電流控制方法以實現(xiàn)整流器的功能目標;而當電流越限時,采用瞬態(tài)電流過沖控制器以抑制電流過沖。實驗結果顯示,采用新型電流控制策略時,pwm整流器在可控整流啟動過渡過程中未出現(xiàn)明顯的電流過沖現(xiàn)象。該控制方法實現(xiàn)簡單,易于工程應用。

與傳統(tǒng)的兩電平變換器相比,多電平變換器輸出電平數(shù)增加,輸出波形階梯增多,更加接近目標調制波。分析了三相三電平三開關vienna整流器的工作原理,介紹了電路的實現(xiàn)方法,給出了主電路及采樣電路的設計。搭建了一個800w的實驗平臺,利用tms320f2812dsp來實現(xiàn)控制算法。實驗結果表明,所設計的電路能滿足預定的要求,在工業(yè)控制中應用前景廣闊。

三相pwm整流器功率因數(shù)校正實現(xiàn)的關鍵在于如何得到與輸入電壓同相位的輸入電流,同時要保證當負載變化時,輸出電壓能夠迅速地跟蹤參考值并且穩(wěn)定下來。首先根據(jù)六開關三相boost型整流器的物理模型,分別建立了以電感電流和電容電壓為狀態(tài)向量的數(shù)學方程,然后把靜止三相坐標轉換到旋轉d-q坐標下進行電流內環(huán)的滯環(huán)控制,電壓外環(huán)的滑模控制。通過仿真,表明該控制方法具有較強的魯棒性和良好的動態(tài)特性,輸入電流諧波較小。

針對傳統(tǒng)無差拍電流預測控制算法在電網(wǎng)電壓畸變時無法準確跟蹤電流參考值的問題,提出了基于電網(wǎng)電壓預測的無差拍電流控制方法。首先分析了電網(wǎng)電壓諧波對無差拍控制的影響,而后利用重復控制原理對未來兩個周期的電網(wǎng)平均電壓進行預測和補償,消除了電網(wǎng)電壓整數(shù)次諧波對電網(wǎng)電流的影響,降低了電網(wǎng)電流諧波。通過進一步分析,證明了該控制算法保持了傳統(tǒng)無差拍控制良好的動態(tài)性能,并對算法的穩(wěn)定性、參數(shù)魯棒性和靜態(tài)誤差進行了分析。最后通過仿真和實驗驗證了提出方法的正確性和有效性。

為控制直流側電壓恒定,保證整流器單位功率因數(shù)運行,從能量守恒的角度,根據(jù)lyapunov穩(wěn)定性理論,提出一種新的瞬時功率控制策略,該控制策略包含一個pi控制器和負載電流前饋補償,給出了瞬時功率控制應用pi控制器的理論依據(jù),同時提出一種規(guī)范化極點配置電流解耦方案,解耦方法簡單易行,實現(xiàn)d-q軸電流解耦。仿真結果驗證了該方法的正確性和有效性。

風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器雙閉環(huán)PI調節(jié)器的設計

諧波污染已引起世界各國的高度重視。功率因數(shù)校正(pfc)是治理諧波的一種有效方法。本文研究了基于單周期控制的三相三開關高功率因數(shù)整流器,推導了三相三開關升壓整流器的控制規(guī)律,設計了一種基于單周期控制技術的pfc控制器,該控制器不需要乘法器,更不需要對電源電壓進行檢測,其控制邏輯非常簡單且以恒定頻率工作。完成了7kw三相高功率因數(shù)整流器的設計與實驗研究,進行了穩(wěn)態(tài)與動態(tài)響應試驗,試驗結果表明系統(tǒng)的功率因數(shù)可達0.98,且實現(xiàn)了單位功率因數(shù)校正和低電流畸變。

1雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)........................................................1 1.1雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的介紹.............................................1 1.2雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成...........................................2 1.3雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性.............................2 1.4雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型...................................4 2.電流調節(jié)器設計............................................................4 2.1

六開關三相四線pwm整流器拓撲是適合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓撲。與常規(guī)的六開關三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負直流母線,并且輸入側存在零序電流通路,如果沿用三相三線整流器的控制方法,必然會引起很大的中線電流。針對此問題。討論了三相四線pwm整流器輸出為正負直流母線電壓均衡控制和中線電流控制問題,建立了三相四線整流器數(shù)學模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機理以及抑制的方法,設計了基于同步旋轉坐標系的三相四線整流器的控制算法。在功率40kw的實驗樣機上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波。

六開關三相四線pwm整流器拓撲是適合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓撲.與常規(guī)的六開關三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負直流母線,并且輸入側存在零序電流通路,如果沿用三相三線整流器的控制方法,必然會引起很大的中線電流.針對此問題.討論了三相四線pwm整流器輸出為正負直流母線電壓均衡控制和中線電流控制問題,建立了三相四線整流器數(shù)學模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機理以及抑制的方法,設計了基于同步旋轉坐標系的三相四線整流器的控制算法.在功率40kw的實驗樣機上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波.

三相電壓型PWM整流器設計方法的研究

1 dsp、cpld在電流型pwm整流器中的應用 馬韜，彭詠龍，石新春 （華北電力大學電氣工程學院，保定071003） 摘要：提出了一種簡單的雙閉環(huán)spwm的直接電流控制 方法，詳細分析了該電路的數(shù)學模型，并對該電路進行了 psim仿真，最后利用dsp和cpld控制器實現(xiàn)了整流器的 全數(shù)字控制。仿真和實驗結果驗證了該控制策略的正確性和 可行性。 關鍵詞：dsp；cpld；csr；雙閉環(huán) 0引言： 從拓撲結構上pwm整流器可分為電壓型和電 流型兩大類。長期以來，電壓型pwm整流器 (voltagesourcerectifier——vsr)以其較低的損耗、 簡單的結構及控制等優(yōu)點一直成為pwm整流器研 究的重點，但隨著大功率變流技術的發(fā)展特別是電 流型pwm整流器(currentsourcerectifier—csr) 在超導儲能中

整流器模型建立直接影響控制策略,通常系統(tǒng)采用基爾霍夫定律和拉格朗日方程建立數(shù)學模型,其狀態(tài)變量間存在耦合。文中針對開關函數(shù)描述的數(shù)學模型為非線性且控制器設計困難的特征,采用開關周期平均法建立系統(tǒng)平均模型,分離擾動得到穩(wěn)態(tài)模型和線性時不變的小信號模型。結果表明,小信號模型較傳統(tǒng)模型更有利系統(tǒng)控制器的設計。

整流器模型建立直接影響控制策略,通常系統(tǒng)采用基爾霍夫定律和拉格朗日方程建立數(shù)學模型,其狀態(tài)變量間存在耦合。文中針對開關函數(shù)描述的數(shù)學模型為非線性且控制器設計困難的特征,采用開關周期平均法建立系統(tǒng)平均模型,分離擾動得到穩(wěn)態(tài)模型和線性時不變的小信號模型。結果表明,小信號模型較傳統(tǒng)模型更有利系統(tǒng)控制器的設計。

研究了基于單周期控制的三相六開關高功率因數(shù)整流器,推導了三相六開關升壓整流器的控制規(guī)律,設計了一種基于單周期控制技術的pfc控制器,完成了2kw三相高功率因數(shù)整流器的設計與試驗。試驗結果表明,該系統(tǒng)的功率因數(shù)可達0.991,實現(xiàn)了單位功率因數(shù)校正和低電流畸變。

分析了vienna整流器在橋臂各個功率器件出現(xiàn)開路故障時所呈現(xiàn)的故障特征,指出了各橋臂續(xù)流二極管的開路故障對整流器的危害最大。進一步提出了利用三相輸入電流直流分量以及輸出電壓交流紋波作為功率器件開路故障診斷的故障特征值。構建了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的功率開關開路故障分類系統(tǒng),并將所提取的故障特征值作為輸入訓練樣本對其進行訓練,最后通過matlab軟件中m語言編程完成對故障分類系統(tǒng)的訓練和測試。訓練和測試的結果表明,訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡故障分類系統(tǒng)可很好地對vienna整流器除續(xù)流二極管外的功率器件開路故障進行定位。