紋波電壓補(bǔ)償?shù)膯蜗郟WM可逆整流器的研究

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。

電壓型PWM整流器(VSR)及控制系統(tǒng)的matlab仿真

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針對在線式不間斷電源系統(tǒng)(ups)中的ac/dc整流器,設(shè)計(jì)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?fù)?推導(dǎo)了其主電路的數(shù)學(xué)模型;給出了帶有正負(fù)母線電壓平衡特性的雙環(huán)控制的結(jié)構(gòu)框圖,并分別設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制參數(shù);最后制作了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制器性能優(yōu)良,可實(shí)現(xiàn)所要求的電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)、低電流諧波畸變率(thd)以及輸出側(cè)正負(fù)直流母線電壓平衡等特性。

針對傳統(tǒng)無差拍電流預(yù)測控制算法在電網(wǎng)電壓畸變時(shí)無法準(zhǔn)確跟蹤電流參考值的問題,提出了基于電網(wǎng)電壓預(yù)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(fù)控制原理對未來兩個(gè)周期的電網(wǎng)平均電壓進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)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(jìn)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(dòng)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(jìn)行了分析。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了提出方法的正確性和有效性。

三相pwm整流器功率因數(shù)校正實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于如何得到與輸入電壓同相位的輸入電流,同時(shí)要保證當(dāng)負(fù)載變化時(shí),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(guān)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(xué)方程,然后把靜止三相坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)下進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)的滯環(huán)控制,電壓外環(huán)的滑?？刂?。通過仿真,表明該控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和良好的動(dòng)態(tài)特性,輸入電流諧波較小。

直接功率控制(dpc)動(dòng)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(dòng)靜態(tài)性能,方案切實(shí)可行。

5.3電壓型單相單管PWM整流電路解析

建立了三相四線電壓型pwm整流器在兩相同步旋轉(zhuǎn)dq0坐標(biāo)系下的el(euler-lagrange,el)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)控制目標(biāo),基于pwm整流器的el模型,結(jié)合pi控制器設(shè)計(jì)了混合無源控制器。為實(shí)現(xiàn)誤差能量函數(shù)快速收斂到期望平衡點(diǎn),采用了阻尼注入方法設(shè)計(jì)了無源控制器;進(jìn)而確定出dq0坐標(biāo)系下所需的開關(guān)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(diào)節(jié)pwm整流器的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能,具有易于調(diào)試和工程實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。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(yīng)用的可行性。

三相電壓型PWM整流器設(shè)計(jì)方法的研究

在大功率三電平整流器應(yīng)用中,為降低成本、提高性能,研究了一種無電網(wǎng)電壓傳感器三電平pwm整流器。在分析其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用三電平svpwm簡化算法,將傳統(tǒng)兩電平電壓空間矢量控制算法應(yīng)用于三電平,并結(jié)合一種新穎的虛擬磁鏈觀測器,提出了基于虛擬電網(wǎng)磁鏈定向的三電平pwm整流器矢量控制策略,在雙三電平變頻器系統(tǒng)中對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該三電平pwm整流器可較好地穩(wěn)定直流母線電壓,提高整流器功率因數(shù),并具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性。

河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 隨著社會(huì)的高速發(fā)展，電能在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中發(fā)揮著起來越重要的作 用，然而與之同時(shí)與國民生產(chǎn)生活密切相關(guān)的電力電子換流裝置，如變頻器、高頻開關(guān) 電源、逆變電源等各種換流裝置在廣泛的運(yùn)用中給電網(wǎng)帶來了大量的無功功率與嚴(yán)重的 諧波污染。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，具有網(wǎng)側(cè)電流接近正弦波、功率因數(shù)近似為1、 直流側(cè)輸出電壓穩(wěn)定、抗負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng)并且能夠在四象限運(yùn)行的pwm整流器應(yīng)運(yùn)而生， 成功地取代了不可控二極管整流器和相控的晶閘管整流器，并成為電力電子技術(shù)研究的 熱點(diǎn)。本言研究的主要對象就是應(yīng)用最為廣泛的三相電壓型pwm整流器。 首先，本文介紹了pwm整流器研究的背景與意義，綜述了pwm技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀， 引出了三相電壓型pwm整流器，并分析了三相電壓型pwm整流器的工作原理，并在此基 礎(chǔ)上建立了其在abc三相靜止坐標(biāo)系、d-q同步旋轉(zhuǎn)坐

通過分析三相脈寬調(diào)制(pwm)整流器在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了具有前饋解耦控制的pwm整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)對電流內(nèi)環(huán)的控制要求設(shè)計(jì)電流比例積分(pi)調(diào)節(jié)器,提出按閉環(huán)幅頻特性峰值(mr)最小準(zhǔn)則來確定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法;根據(jù)系統(tǒng)對電壓外環(huán)的控制要求,采用模最佳整定法來設(shè)計(jì)電壓pi調(diào)節(jié)器。最后對整個(gè)pwm整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了pi調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)的正確性。

為了提高中壓大功率pwm整流器出力,需要降低pwm開關(guān)頻率,但將造成pwm整流器id、iq電流分量耦合嚴(yán)重的現(xiàn)象。為解決這一問題,在對兩電平pwm整流器進(jìn)行復(fù)矢量信號(hào)建模的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)新穎的基于復(fù)矢量的電流調(diào)節(jié)器,該調(diào)節(jié)器能在低開關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)電流d、q分量的有效解耦。matlab仿真及dsp實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)方法的可行性。

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(dòng)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(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性。

可逆pwm變換器工作原理 ?可逆pwm變換器的主電路有多種結(jié)構(gòu)形式，而h型pwm變換器在直流 脈寬調(diào)速系統(tǒng)中最為常用，它是由4個(gè)三極電力晶體管vt,vt2,vt.和vt, 以及4個(gè)續(xù)流=極管vd,，vd2，vd3和vd,構(gòu)成的橋式電路(如圖1所示)。 在橋式電路的一個(gè)對角線上接電源us，在另一一對角線上接直流電動(dòng)機(jī)m 的電樞，而u，ub2，!b8和u分別為4個(gè)三極管的基極驅(qū)動(dòng)電壓，由于基 極驅(qū)動(dòng)電壓的極性和大小不同，在h型變換器中又分類出三類控制方式， 分別為雙極式控制、單極式控制和受限單極式控制。在不同的控制方式下， 調(diào)速系統(tǒng)的電壓、電流各不相同，使電機(jī)的運(yùn)行特性和調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能 也不同。而在直流調(diào)速系統(tǒng)中對電機(jī)運(yùn)行特性影響最大的是電流。電流的大 小、方向、連續(xù)性直接影響電機(jī)的運(yùn)行性能，所以應(yīng)對可逆pwm變換器中 的

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(xué)模型,其狀態(tài)變量間存在耦合。文中針對開關(guān)函數(shù)描述的數(shù)學(xué)模型為非線性且控制器設(shè)計(jì)困難的特征,采用開關(guān)周期平均法建立系統(tǒng)平均模型,分離擾動(dòng)得到穩(wěn)態(tài)模型和線性時(shí)不變的小信號(hào)模型。結(jié)果表明,小信號(hào)模型較傳統(tǒng)模型更有利系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)。

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(xué)模型,其狀態(tài)變量間存在耦合。文中針對開關(guān)函數(shù)描述的數(shù)學(xué)模型為非線性且控制器設(shè)計(jì)困難的特征,采用開關(guān)周期平均法建立系統(tǒng)平均模型,分離擾動(dòng)得到穩(wěn)態(tài)模型和線性時(shí)不變的小信號(hào)模型。結(jié)果表明,小信號(hào)模型較傳統(tǒng)模型更有利系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)。

根據(jù)pwm整流器在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,提出一種直接估計(jì)網(wǎng)側(cè)電壓用以實(shí)現(xiàn)無交流電壓傳感器控制的方法。利用滑模觀測器(smo)重構(gòu)網(wǎng)側(cè)電壓并詳細(xì)分析了觀測器的原理和設(shè)計(jì)步驟,采用諧振式濾波器(rto)從等效控制信號(hào)中提取電壓信息,避免了使用低通濾波器帶來的信號(hào)延時(shí)問題。為了削弱系統(tǒng)抖振,將電壓估測值作為反饋引入觀測器電流模型中,構(gòu)造一種新型滑模觀測器。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用該觀測器的pwm整流器具有良好的動(dòng)靜態(tài)響應(yīng),驗(yàn)證了所提出的無交流電壓傳感器控制策略的有效性和準(zhǔn)確性。

介紹紋波電壓和紋波系數(shù),給出兩種測量紋波電壓的簡易方法,并指出實(shí)際設(shè)計(jì)電路時(shí)如何減小電壓的紋波成分.

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(chǔ)能中

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(dòng)。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(dòng)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。