復(fù)矢量調(diào)節(jié)器的低開關(guān)頻率PWM整流器研究

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(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流出現(xiàn)畸變和較大的直流電壓波動。從pwm整流器瞬時(shí)功率數(shù)學(xué)模型出發(fā),分析了開關(guān)矢量對瞬時(shí)有功功率和無功功率的作用機(jī)理,設(shè)計(jì)了一種基于新扇區(qū)空間劃分方法和新開關(guān)矢量表的pwm整流器dpc策略,該方法具有兼顧有功功率調(diào)節(jié)的快速性、抑制無功波動和降低開關(guān)頻率的功能。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。

以三電平電壓型pwm整流器的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),結(jié)合瞬時(shí)無功理論,推導(dǎo)了瞬時(shí)功率和三電平整流橋開關(guān)矢量之間的關(guān)系,提出了一種固定開關(guān)頻率的三電平pwm整流器的直接功率控制方法。該方法基于空間電壓矢量調(diào)制,實(shí)現(xiàn)了動態(tài)過程中有功功率和無功功率的解耦控制。相對于傳統(tǒng)的開關(guān)表bang-bang控制方式的直接功率控制,該方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)對有功功率和無功功率的直接控制,而且能保證固定的開關(guān)頻率,簡化了濾波器的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該控制策略實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)控制,電流諧波小,具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。

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本文提出了一種通過調(diào)節(jié)pwm整流器功率因數(shù),來抑制交流傳動的列車處于再生制動時(shí)因受電弓處電壓過高而導(dǎo)致再生失效的方法。分析了列車再生制動時(shí),為了抑制受電弓電壓升高,所需的pwm整流器功率因數(shù)角調(diào)節(jié)的范圍,給出了在pwm整流器的預(yù)測電流控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)策略并實(shí)現(xiàn)其功率因數(shù)調(diào)節(jié)的方案。在考慮無功傳輸導(dǎo)致的線路功率損耗的情況下,計(jì)算了抑制受電弓電壓上升所需要的pwm整流器功率因數(shù)角調(diào)節(jié)的大小,并通過仿真驗(yàn)證了方案的可行性。

提出了pwm整流器的等效電路并在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行了建模分析,對采用變結(jié)構(gòu)的電流控制環(huán)和pi電壓控制環(huán)的雙閉環(huán)的控制器進(jìn)行了深入分析。針對變結(jié)構(gòu)控制存在的不足,采用pid趨近率來減小變結(jié)構(gòu)控制的抖振及到達(dá)滑模面的時(shí)間,在對pid趨近率設(shè)計(jì)進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化變結(jié)構(gòu)控制策略。對該優(yōu)化控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明所提出的優(yōu)化變結(jié)構(gòu)控制策略可以實(shí)現(xiàn)pwm整流器的單位功率因數(shù)運(yùn)行,且輸入電流畸變較小,在負(fù)載變化時(shí)可以保證系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié),動、靜態(tài)調(diào)控特性較好。

1 dsp、cpld在電流型pwm整流器中的應(yīng)用 馬韜，彭詠龍，石新春 （華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)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(xì)分析了該電路的數(shù)學(xué)模型，并對該電路進(jìn)行了 psim仿真，最后利用dsp和cpld控制器實(shí)現(xiàn)了整流器的 全數(shù)字控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制策略的正確性和 可行性。 關(guān)鍵詞：dsp；cpld；csr；雙閉環(huán) 0引言： 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及控制等優(yōu)點(diǎn)一直成為pwm整流器研 究的重點(diǎn)，但隨著大功率變流技術(shù)的發(fā)展特別是電 流型pwm整流器(currentsourcerectifier—csr) 在超導(dǎo)儲能中

通過功率變換器的數(shù)學(xué)模型,分析了現(xiàn)行直接功率控制(dpc)系統(tǒng)的原理。傳統(tǒng)dpc系統(tǒng)功率內(nèi)環(huán)采用一個(gè)開關(guān)表同時(shí)控制瞬時(shí)有功功率和無功功率,開關(guān)表的設(shè)計(jì)決定了系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能,為了滿足不同的控制要求,文章詳細(xì)分析了開關(guān)表的設(shè)計(jì)方法,通過對傳統(tǒng)開關(guān)表的改進(jìn),克服了傳統(tǒng)開關(guān)表的缺點(diǎn),獲得了良好的功率控制效果。仿真結(jié)果驗(yàn)證了新開關(guān)表設(shè)計(jì)方法的有效性。

pwm整流器是一種高功率因數(shù)、低噪音靜止變流器。采用類似于交流電機(jī)磁鏈觀測的方法構(gòu)造出虛擬的電網(wǎng)磁鏈?zhǔn)噶?作為pwm整流器矢量控制中的定向矢量,可以達(dá)到取消交流側(cè)電網(wǎng)電壓傳感器、降低pwm整流器硬件成本的目的。提出了準(zhǔn)確觀測虛擬電網(wǎng)磁鏈的方法,解決了pwm整流器無電壓傳感器運(yùn)行的關(guān)鍵問題。

通過理論分析和仿真驗(yàn)證方法,研究了新型降壓型矩陣整流器算法應(yīng)用中的幾個(gè)關(guān)鍵問題。建立了平衡與不平衡供電條件下矩陣整流器的開關(guān)函數(shù)算法,證明了平衡供電條件下該算法仍然能夠?qū)崿F(xiàn)mr的四象限能力,也證明了該算法與mr輸入電流空間矢量調(diào)制(svm)算法具有本質(zhì)上的共性,并在詳細(xì)分析平衡供電條件下電流svm算法的基礎(chǔ)上,給出了適用于3種不平衡供電條件下改進(jìn)的電流svm算法,包括波形畸變、幅值不平衡和初相不平衡,并且通過合理安排零矢量的作用區(qū)間而設(shè)計(jì)了一種共模電壓抑制方法,使得共模電壓降低一半,最后部分提供了基于simulink7.0的仿真分析結(jié)果,驗(yàn)證了理論分析的正確性。

為了提高電流型pwm整流器網(wǎng)側(cè)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)目標(biāo),求取了期望穩(wěn)定平衡點(diǎn)。通過配置與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兼容的能量函數(shù),在期望穩(wěn)定平衡點(diǎn)處設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)定的控制器,實(shí)現(xiàn)了電流型pwm整流器單位功率因數(shù)運(yùn)行、直流電流快速達(dá)到期望值并穩(wěn)定運(yùn)行于平衡點(diǎn)的控制目標(biāo),仿真結(jié)果證明了該方案的可行性。

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提出了一種新型脈寬調(diào)制(pwm)瞬態(tài)電流控制方法。該方法針對整流器啟動瞬時(shí)電流過沖現(xiàn)象,當(dāng)電流在閾值范圍內(nèi)變化時(shí),采用常規(guī)瞬時(shí)電流控制方法以實(shí)現(xiàn)整流器的功能目標(biāo);而當(dāng)電流越限時(shí),采用瞬態(tài)電流過沖控制器以抑制電流過沖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用新型電流控制策略時(shí),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(shí)現(xiàn)簡單,易于工程應(yīng)用。

版本：a 制訂/日期審核/日期 crmami √ √ √ √ √ √ √ √ √ crmami √ √ 佑昌精密機(jī)械有限公司 文件編號： 文件名稱整流器類進(jìn)料檢驗(yàn)規(guī)范 頁碼：第頁，共2頁 制訂部門：品質(zhì)部 3.3燈光與被測物距離：100cm以內(nèi)； 3.4檢查角度：以垂直正視為準(zhǔn)±45度； 3.5檢測工具：卡尺、萬用表、 批準(zhǔn)/日期 1.目的 明確線材來料品質(zhì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范檢驗(yàn)動作，使檢驗(yàn)、判定標(biāo)準(zhǔn)能達(dá)到一致性 廖坦軍 封裝形式及外 形尺寸 結(jié)構(gòu) 外形尺寸參見附圖。 2.范圍： 適用于我司所有線材制品來料檢驗(yàn)。 5.檢驗(yàn)內(nèi)容： 判定 3．檢驗(yàn)條件： 3.1照明條件：日光燈600～800lux； 3.2目光與被測物距離：30～45cm； 4．參照資料： 依照正常檢驗(yàn):cr=0,ma=0.4

電壓型PWM整流器(VSR)及控制系統(tǒng)的matlab仿真

word文檔可編輯 變壓器與整流器 作者：佚名文章來源：本站原創(chuàng)點(diǎn)擊數(shù)：更新時(shí)間：2005-5-16 一、高變低，低變高 如圖1所示找一個(gè)凵形的鐵芯，在它的兩臂上纏上絕緣布。用直徑0．2 毫米的漆包線，在鐵芯的一臂上繞1100匝；在它的另一臂上用直徑0．5 毫米的漆包線繞45匝，并在15匝、30匝的地方各抽出一個(gè)接頭（把繞 線折回一段，往一個(gè)方向扭幾轉(zhuǎn)，不能把繞線弄斷）。然后把一方形鐵條 橫放在凵形鐵芯開口處，鐵芯就成了一個(gè)閉合的方框。 把1100匝的線圈接到220伏的交流電源上，用交流電壓表（如果用 自己做的電流檢驗(yàn)計(jì)來測量，必須串聯(lián)上一個(gè)整流器才行）測出另一個(gè)線 圈的15匝、30匝、45匝的電壓。 從測出的電壓數(shù)字看，只有幾伏，都比220伏的交流電壓低得多，這 就是說，比較高的電壓經(jīng)過這么個(gè)裝置以后，給變成了較低的電壓。上面 這個(gè)裝置就

為控制直流側(cè)電壓恒定,保證整流器單位功率因數(shù)運(yùn)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(shí)功率控制策略,該控制策略包含一個(gè)pi控制器和負(fù)載電流前饋補(bǔ)償,給出了瞬時(shí)功率控制應(yīng)用pi控制器的理論依據(jù),同時(shí)提出一種規(guī)范化極點(diǎn)配置電流解耦方案,解耦方法簡單易行,實(shí)現(xiàn)d-q軸電流解耦。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。

傳統(tǒng)pwm整流器的直接功率控制(dpc)系統(tǒng)中,在靠近基本電壓矢量的位置,出現(xiàn)功率調(diào)節(jié)失控,導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流諧波含量較大。在pwm整流器功率數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了電壓矢量對有功功率和無功功率的影響,針對傳統(tǒng)開關(guān)表下功率調(diào)節(jié)能力不穩(wěn)定的問題,提出了動態(tài)扇區(qū)劃分下的雙開關(guān)表控制策略。該方法實(shí)現(xiàn)了功率調(diào)節(jié)的有效性,而且獲得了更好的動態(tài)控制效果,更低的電流諧波含量。最后matlab/simulink仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制策略的正確性和實(shí)用性。

直接功率控制(dpc)動態(tài)響應(yīng)比電壓定向控制(voc)要快,提出了一種無交流電壓傳感器的三相電壓型pwm整流器基于虛擬電網(wǎng)磁鏈的直接功率控制策略。由于通過估計(jì)虛擬磁鏈來計(jì)算功率,因此可省略網(wǎng)側(cè)電壓傳感器,該控制結(jié)構(gòu)為直流輸出電壓外環(huán),功率控制內(nèi)環(huán)節(jié)。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)可達(dá)到單位功率因數(shù),電流畸變小,具有良好的動靜態(tài)性能,方案切實(shí)可行。

研究了基于單周期控制的三相六開關(guān)高功率因數(shù)整流器,推導(dǎo)了三相六開關(guān)升壓整流器的控制規(guī)律,設(shè)計(jì)了一種基于單周期控制技術(shù)的pfc控制器,完成了2kw三相高功率因數(shù)整流器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)0.991,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)校正和低電流畸變。

在分析單相pwm整流器工作原理的基礎(chǔ)上,采用補(bǔ)償輸出紋波電壓的方法改進(jìn)了傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)控制策略,并在simulink環(huán)境中對單相可逆整流器模型進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,采用補(bǔ)償輸出紋波電壓的方法可以有效降低由輸出紋波電壓引起的輸入電流畸變,從而減少對電網(wǎng)的污染。

本文在分析單相pwm整流器工作原理的基礎(chǔ)上,采用補(bǔ)償輸出紋波電壓的方法改進(jìn)了傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)控制策略,并在simulink環(huán)境中對單相可逆整流器模型進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明采用補(bǔ)償輸出紋波電壓的方法可以有效降低由輸出紋波電壓引起的輸入電流畸變,從而減少對電網(wǎng)的污染。

pwm整流器采用直接電流控制策略和雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),內(nèi)環(huán)電流控制器采用電流反饋和電壓前饋的解耦控制策略,利用pi調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電流的快速跟蹤控制。外環(huán)電壓控制器由pi控制器構(gòu)成,能夠保證直流電壓的穩(wěn)定運(yùn)行。由整流器的控制結(jié)構(gòu)及其在旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下引入pi調(diào)節(jié)器后的數(shù)學(xué)模型,簡化得到電壓環(huán)、電流環(huán)傳遞函數(shù),根據(jù)控制系統(tǒng)要求采用3種方式設(shè)計(jì)pi參數(shù)。分析3種方式設(shè)計(jì)的pi參數(shù)下系統(tǒng)抗擾動性,用matlab仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的正確性,結(jié)果表明在采用典型二型系統(tǒng)設(shè)計(jì)和二階系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法下,系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性和穩(wěn)定性。