H橋級聯(lián)型逆變器PWM控制策略

為研究發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)中的逆變器特性及控制方法,以三相電壓型pwm逆變器為例,采用正弦波pwm法,建立其小信號模型并采用psim軟件進(jìn)行仿真。提出采用超前-滯后補(bǔ)償對系統(tǒng)進(jìn)行校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型和控制策略的合理性,解決了此類非線性系統(tǒng)的線性控制問題,提高了逆變器的抗干擾能力。

電流型逆變器在人們?nèi)粘Ｉ钪械挠绊懸呀?jīng)越來越大,同時(shí)也得到了人們越來越多的關(guān)注,專家及學(xué)者們對電流型逆變器的控制技術(shù)及方法的研究也越來越廣泛,并為此開設(shè)了專門的課題。電流型逆變器在電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償,交流的變頻調(diào)速和太陽能、風(fēng)能等領(lǐng)域中也有著良好的發(fā)展前景,筆者主要研究了關(guān)于三相電流型逆變器的pwm控制方法,希望對讀者有所幫助。

前言:就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看,關(guān)于三相電流型逆變器pwm控制方法的文獻(xiàn)研究甚少,因而基于此,為了提升pwm變頻電路整體運(yùn)行效率,要求當(dāng)代專家學(xué)者應(yīng)注重深化對此項(xiàng)課題的研究,并全面掌控到pwm變頻電路運(yùn)行特點(diǎn),且將pwm控制技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,形成穩(wěn)定的運(yùn)行目標(biāo)。以下就是對三相電流逆變器pwm控制方法的詳細(xì)闡述,望其能為當(dāng)代電力行業(yè)系統(tǒng)控制模式的進(jìn)一步創(chuàng)新與發(fā)展提供有利的文字參考。一、pwm變頻電路運(yùn)行特點(diǎn)分析

h橋級聯(lián)多電平變流器是一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合系統(tǒng),其中單個(gè)功率模塊的直流母線電壓平衡問題嚴(yán)重影響該類型裝置的輸出性能,并限制其應(yīng)用范圍。對變流器與系統(tǒng)之間的功率交換模型進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),得出可以通過控制變流器負(fù)序電流、零序電壓或負(fù)序電壓的方式達(dá)到控制單相直流電壓平衡的控制規(guī)律。結(jié)合全局平均直流電壓控制策略和單模塊直流電壓控制策略,提出基于正負(fù)序電流分離解耦控制的通用三級直流母線電壓控制方法,解決了h橋級聯(lián)多電平變流器的直流母線電壓平衡問題,并提高了裝置的輸出性能。仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提直流電壓控制策略的有效性和可行性。

直流電壓平衡是h橋級聯(lián)型整流器(chbr)控制的主要問題。針對此本文提出了一種電壓平衡控制新方法。文中推導(dǎo)了整流器的調(diào)制比增量與輸出電壓之間的關(guān)系式。在此基礎(chǔ)上,通過反饋的直流電壓重新配置調(diào)制比,以調(diào)節(jié)各路直流電壓,使之達(dá)到平衡。文中討論了在算法實(shí)現(xiàn)中遇到的問題,并給出了解決措施,得到一種較好的控制算法。對所提的方法進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,該方法適用于多級級聯(lián)的chbr拓?fù)?能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入電流以及各級輸出電壓平衡的控制。

根據(jù)三相電壓型pwm逆變器的工作原理,引入開關(guān)周期平均算子將離散的系統(tǒng)變換為連續(xù)的系統(tǒng),應(yīng)用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換將三相交流電量變換成直流量,使用小信號擾動(dòng)法將非線性的系統(tǒng)變換為線性的系統(tǒng)。建立了三相電壓型pwm逆變器系統(tǒng)的小信號動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,以spwm調(diào)制法為例,建立了從調(diào)制器輸入到逆變器輸出的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了建模的準(zhǔn)確性以及控制策略的合理性。

三相軟開關(guān)PWM逆變器載波方式的選擇(1)

本文分析了雙向直流變換器的工作情況,設(shè)計(jì)了以dsp為控制核心的閉環(huán)控制系統(tǒng),發(fā)揮fpga硬件速度快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了移向pwm模塊,改變了dsp程序產(chǎn)生移相pwm波的方法,大大提高了系統(tǒng)的適時(shí)性,為其應(yīng)用于級聯(lián)型多電平逆變器四象限運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明開關(guān)管實(shí)現(xiàn)了零電壓開通,變換器整體效率達(dá)94.2%,具有實(shí)用價(jià)值。

電壓源型逆變器廣泛運(yùn)用于ups、新能源發(fā)電等場合,在各種負(fù)載下,尤其是非線性負(fù)載下的低電壓畸變率和快速系統(tǒng)響應(yīng)是其追求的目標(biāo)。通過對單相逆變系統(tǒng)進(jìn)行建模,根據(jù)其離散狀態(tài)空間方程,提出了一種新型無差拍控制策略,在雙閉環(huán)控制基礎(chǔ)上增加了2個(gè)前饋環(huán)節(jié),并設(shè)計(jì)了預(yù)測狀態(tài)觀測器以消除采樣和計(jì)算帶來的延時(shí),提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。在matlab/simulink環(huán)境下對單相逆變器改進(jìn)型無差拍控制策略進(jìn)行了系統(tǒng)建模,仿真結(jié)果表明,該控制策略能顯著提高系統(tǒng)在非線性負(fù)載下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,改善輸出電壓波形。

光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器控制策略

通過matlab/simulink建立了聯(lián)網(wǎng)逆變器的3種控制策略(滯環(huán)控制、基于spwm調(diào)制的電流控制和基于svpwm調(diào)制的電流控制)。通過對3種控制策略的4個(gè)方面(穩(wěn)態(tài)響應(yīng)、電網(wǎng)電壓諧波影響、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和直流電壓)來仿真對比分析3種控制策略。仿真結(jié)果表明,基于svpwm調(diào)制的電流控制在3相聯(lián)網(wǎng)逆變器中應(yīng)用優(yōu)于滯環(huán)控制和基于spwm調(diào)制的電流控制。

逆變器是交流微電網(wǎng)的關(guān)鍵電氣裝備,其控制策略與微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。本論文主要從交流微電網(wǎng)逆變器存在的技術(shù)問題,針對微電網(wǎng)中單臺(tái)逆變器的控制,從頻域的角度,就基波和諧波功率的控制策略進(jìn)行了分析和述評,并且就多臺(tái)逆變器的管理控制進(jìn)行了交流微電網(wǎng)逆變器控制策略的探析,希望為研究交流微電網(wǎng)逆變器的專家與學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

基于pq控制策略,針對具有軸壓調(diào)節(jié)功能的電壓控制型逆變器提出一種電壓幅值軸控制無功功率,電壓頻率軸控制有功功率的pq解耦控制策略。該逆變器具有電壓源輸出特性,并且可通過參數(shù)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有功無功的輸出解耦控制,從而提升電網(wǎng)末端電能質(zhì)量。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。

針對變頻空調(diào)器對變頻調(diào)速的要求,本文研制了采用改進(jìn)空間矢量型pwm法的逆變器以改善其在調(diào)制系數(shù)m大于1時(shí)的線性放大特性,控制器用nec先進(jìn)的upd780988單片機(jī)實(shí)現(xiàn),并成功地用于一拖二變頻空調(diào)的壓縮機(jī)變頻調(diào)速,效果良好。

設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于高壓大功率的級聯(lián)h橋電壓注入電壓源型多電平變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的門級觸發(fā)單元,分析了開關(guān)模式選擇、電網(wǎng)同步、沿狀態(tài)判斷等在實(shí)現(xiàn)中需要注意的關(guān)鍵問題,并以在靜止同步補(bǔ)償器中的應(yīng)用為背景做了仿真研究,結(jié)果證明了基于注入式多電平變換器的門級設(shè)計(jì)具有較好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

為了使分布式發(fā)電系統(tǒng)更有效更穩(wěn)定地利用自然資源,文章提出了一種適用于風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)(wpgs)的逆變器模型,它由兩個(gè)雙buck結(jié)構(gòu)串聯(lián)組成。通過理論分析和模型仿真研究了該逆變器的工作過程。系統(tǒng)由電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)輸出電壓和輸出功率,滯環(huán)電流控制消除了斜坡交截spwm控制所需的的偏置電流,提高了效率,增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明該逆變器具有克服橋臂直通的優(yōu)點(diǎn),可以在兩輸入電壓不穩(wěn)的情況下為負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓,具有一定的實(shí)用價(jià)值。

將比例積分控制(pi)和重復(fù)控制(rc)相結(jié)合的控制方案應(yīng)用于一種單相分時(shí)復(fù)合級聯(lián)光伏逆變器系統(tǒng),以提高整個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)性能。通過對重復(fù)控制內(nèi)模的數(shù)學(xué)分析和系統(tǒng)離散域伯德圖分析,在理論上指出了重復(fù)控制能實(shí)現(xiàn)無靜差補(bǔ)償,但補(bǔ)償信號會(huì)滯后一周期。按提出控制方案補(bǔ)償后,系統(tǒng)可以同時(shí)獲得較好的相頻特性和幅頻特性。最后通過1kw樣機(jī)上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上理論分析的正確性。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中PWM并網(wǎng)逆變器的研究

目前多數(shù)的諧振極型軟開關(guān)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中都設(shè)置了輔助開關(guān)器件來控制諧振過程,其控制方式要比原來的硬開關(guān)逆變器復(fù)雜。為此提出了一種控制簡單的諧振極型軟開關(guān)逆變器,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中沒有功率開關(guān)器件,用原來硬開關(guān)逆變器的spwm控制方式就能自然實(shí)現(xiàn)開關(guān)器件的零電流開通和零電壓關(guān)斷,而且通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)能元件,在死區(qū)時(shí)間內(nèi),輸出相電流可以續(xù)流,降低了死區(qū)的影響,減小了輸出相電流在低頻時(shí)的畸變率。文中對其工作原理進(jìn)行了分析,最后通過仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了原理的正確性。

針對eps電源系統(tǒng)要求輸出高質(zhì)量電壓波形的特點(diǎn),提出了三相電壓型pwm逆變器的一種電壓電流雙閉環(huán)控制方法,通過建立三相電壓型pwm逆變器在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,利用電壓外環(huán)實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的穩(wěn)定控制,電流內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)對輸出電流的控制,仿真證明該方法有效地改善了應(yīng)急電源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及抗擾能力.

單相有源電力濾波器(apf)能夠補(bǔ)償由單相電力電子設(shè)備產(chǎn)生的諧波。在借鑒三相apf和瞬時(shí)無功功率理論知識的基礎(chǔ)之上,推導(dǎo)出了適合單相系統(tǒng)的諧波檢測和直流側(cè)穩(wěn)壓控制方法。采用h橋級聯(lián)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),運(yùn)用倍頻載波移相調(diào)制技術(shù)來控制開關(guān)管的通斷,使單相apf能夠應(yīng)用于高壓和大容量的環(huán)境。通過pi控制和重復(fù)控制的雙閉環(huán)控制策略來實(shí)現(xiàn)逆變器對諧波信號的無靜差跟蹤

一種用于UPS和穩(wěn)壓頻PWM逆變器單片微處理機(jī)無差拍控制