離散系統(tǒng)理論PWM整流器電流控制器

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。最后通過仿真和實驗驗證了提出方法的正確性和有效性。

為控制直流側(cè)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(fù)載電流前饋補(bǔ)償,給出了瞬時功率控制應(yīng)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(jié)果驗證了該方法的正確性和有效性。

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)計目標(biāo),求取了期望穩(wěn)定平衡點。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)定平衡點處設(shè)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(dá)到期望值并穩(wěn)定運行于平衡點的控制目標(biāo),仿真結(jié)果證明了該方案的可行性。

論文在分析基于級聯(lián)多電平逆變器的靜止無功補(bǔ)償器的電流控制器基本原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了單純比例積分控制和比例加重復(fù)復(fù)合控制兩種電流控制器,對比兩種控制器作用時補(bǔ)償器對電流指令的跟蹤性能,發(fā)現(xiàn)比例加重復(fù)復(fù)合控制在保證系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性的情況下明顯改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,最后通過仿真證明了該結(jié)論。

六開關(guān)三相四線pwm整流器拓?fù)涫沁m合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓?fù)?。與常規(guī)的六開關(guān)三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負(fù)直流母線,并且輸入側(cè)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(fù)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(xué)模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機(jī)理以及抑制的方法,設(shè)計了基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的三相四線整流器的控制算法。在功率40kw的實驗樣機(jī)上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負(fù)母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波。

六開關(guān)三相四線pwm整流器拓?fù)涫沁m合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓?fù)?與常規(guī)的六開關(guān)三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負(fù)直流母線,并且輸入側(cè)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(fù)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(xué)模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機(jī)理以及抑制的方法,設(shè)計了基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的三相四線整流器的控制算法.在功率40kw的實驗樣機(jī)上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負(fù)母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波.

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行的關(guān)鍵問題。

基于電壓空間矢量分析原理,提出了一種適用于開關(guān)管鉗位混合單相三電平整流器的雙滯環(huán)svpwm電流控制方法。分析了單相三電平整流器的工作模式,提出了一種四態(tài)雙滯環(huán)比較器來控制電流內(nèi)環(huán)。根據(jù)輸入比較器的誤差電流大小,輸出四種狀態(tài)值,結(jié)合由電動勢與預(yù)測電流離散化計算得到的指令電壓矢量的所在區(qū)域,選擇最佳開關(guān)輸出矢量,使得電流誤差控制在系統(tǒng)要求范圍內(nèi)。通過matlab仿真,比較了跟蹤電壓矢量、兩態(tài)單滯環(huán)、四態(tài)雙滯環(huán)svpwm電流三種控制方法,仿真結(jié)果驗證了四態(tài)雙滯環(huán)電流控制的優(yōu)越性,通過小功率樣機(jī)實驗驗證了雙滯環(huán)控制算法的可靠性。

電壓型PWM整流器(VSR)及控制系統(tǒng)的matlab仿真

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)滑模面的時間,在對pid趨近率設(shè)計進(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)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析并進(jìn)行了仿真與實驗驗證,結(jié)果表明所提出的優(yōu)化變結(jié)構(gòu)控制策略可以實現(xiàn)pwm整流器的單位功率因數(shù)運行,且輸入電流畸變較小,在負(fù)載變化時可以保證系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié),動、靜態(tài)調(diào)控特性較好。

在低開關(guān)頻率時采用傳統(tǒng)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計對pwm整流器進(jìn)行控制,將導(dǎo)致dq軸電流的嚴(yán)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(fù)矢量概念并結(jié)合整流器離散特性進(jìn)行了直接離散化電流調(diào)節(jié)器設(shè)計。該設(shè)計方法不需要進(jìn)行雙線性變換,且其閉環(huán)系統(tǒng)與采樣周期無關(guān),性能穩(wěn)定。通過幾種離散化調(diào)節(jié)器的仿真結(jié)果對比顯示了直接設(shè)計離散電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)越性能。

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pi參數(shù)。分析3種方式設(shè)計的pi參數(shù)下系統(tǒng)抗擾動性,用matlab仿真驗證設(shè)計方法的正確性,結(jié)果表明在采用典型二型系統(tǒng)設(shè)計和二階系統(tǒng)設(shè)計方法下,系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性和穩(wěn)定性。

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)矢量信號建模的基礎(chǔ)上,設(shè)計新穎的基于復(fù)矢量的電流調(diào)節(jié)器,該調(diào)節(jié)器能在低開關(guān)頻率下實現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)電流d、q分量的有效解耦。matlab仿真及dsp實驗結(jié)果驗證了本設(shè)計方法的可行性。

基于有限拍方法設(shè)計了一種自適應(yīng)矢量控制感應(yīng)電機(jī)的電流控制器.通過差分消去電機(jī)模型中的反電動勢,利用補(bǔ)償電壓進(jìn)一步消除電流誤差.針對電流控制器對電機(jī)參數(shù)變化敏感的問題,對電機(jī)參數(shù)進(jìn)行在線辨識,保證控制器參數(shù)與電機(jī)的實際參數(shù)一致.仿真結(jié)果表明,定子電流在參數(shù)變化時能夠?qū)崿F(xiàn)對參考電流的快速跟蹤,同時能獲得良好的穩(wěn)態(tài)性能.

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以三電平電壓型pwm整流器的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),結(jié)合瞬時無功理論,推導(dǎo)了瞬時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。實驗結(jié)果表明該控制策略實現(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。

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整流器瞬時功率數(shù)學(xué)模型出發(fā),分析了開關(guān)矢量對瞬時有功功率和無功功率的作用機(jī)理,設(shè)計了一種基于新扇區(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。仿真和實驗結(jié)果驗證了該方法的有效性和可行性。

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)采用一個開關(guān)表同時控制瞬時有功功率和無功功率,開關(guān)表的設(shè)計決定了系統(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,獲得了良好的功率控制效果。仿真結(jié)果驗證了新開關(guān)表設(shè)計方法的有效性。

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)計電壓pi調(diào)節(jié)器。最后對整個pwm整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗證了pi調(diào)節(jié)器設(shè)計的正確性。

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)點擊數(shù)：更新時間：2005-5-16 一、高變低，低變高 如圖1所示找一個凵形的鐵芯，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接頭（把繞 線折回一段，往一個方向扭幾轉(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 自己做的電流檢驗計來測量，必須串聯(lián)上一個整流器才行）測出另一個線 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)過這么個裝置以后，給變成了較低的電壓。上面 這個裝置就

maximintegratedproducts（nasdaq：mxim）推出高頻率、電流模式pwm控制器max15000／max15001?？刂破鞯拈_關(guān)頻率可編程（12．5khz至625khz），頻率微調(diào)精度為±10％。器件內(nèi)置誤差放大器，支持隔離型和非隔離型電源設(shè)計。由于該誤差放大器對第三繞組輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，max15000／max15001可用來構(gòu)建低成本的隔離型電源，因此省去了光耦器件和二次側(cè)并聯(lián)調(diào)節(jié)器。為進(jìn)一步降低成本和簡化設(shè)計，可利用欠壓鎖定（uvlo）標(biāo)志輸出對二次側(cè)控制器進(jìn)行排序控制。