单相三电平整流器控制方法及中点平衡的研究

介绍了单相电压型三电平整流器的工作原理,对双闭环控制、固定开关频率的电流控制、预测电流控制和改进的瞬态电流控制等常用控制策略进行了分析,指出了它们的优缺点;针对单相三电平整流器的中点平衡问题,探讨了一种电压前馈的中点电位控制方法.Matlab环境下的仿真结果表明,改进的瞬态电流控制法的动、静态性能良好,电压前馈的中点电位控制方法能简单有效地平衡直流侧电容电压.     

基于SPWM调制的三电平四象限变流器研究与仿真

介绍了单相电压型三电平四象限变流器工作原理.在分析了SPWM调制方式和瞬态电流控制原理的基础上,提出了一种直流侧两电容上电压平衡的方法,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真.仿真结果表明:在合理选择电压平衡系数的情况下,该方法不仅能够有效地平衡直流侧两电容上的电压,也能够使开关频率满足要求.     

三电平四象限变流器预测电流控制

将预测电流控制从二电平推广至三电平,对三电平系统中需要注意的问题,如脉宽调制方法、中点电位平衡等进行研究,提出了适合于三电平的预测电流控制的实现策略.仿真结果说明该方法可以满足系统的控制要求.     

三电平网侧变流器预测电流控制及其与两电平变流器比较

将预测电流控制方法从两电平推广至三电平,对三电平系统中需要注意的脉宽调制方法、中点电位平衡等进行研究,提出适合三电平的预测电流控制策略。通过计算机仿真,对两电平和三电平系统采用同样的控制方法进行模拟,仿真结果说明预测电流控制同样可以应用于三电平网侧变流器,且能够保证中点电位的平衡。在相同条件下与两电平系统相比,三电平系统要求的器件耐压和网侧谐波含量更小,适合用于高压大容量的电力牵引传动系统。     

基于SVPWM的单相三电平NPC整流器研究

介绍了单相三电平中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)整流器的工作原理,推导了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)与正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)之间的关系,并在此基础上把基于SPWM的中点电压平衡算法推广至SVPWM.计算机仿真和试验结果表明,在支撑电容参数不相等的恶劣情况下,基于SVPWM的中点电压平衡方法仍能有效地抑制单相三电平中点箝位整流器的中点电压不平衡问题.     

二电平和三电平网侧变流器控制及谐波比较

介绍了网侧变流器工作原理和基于坐标旋转的空间矢量解耦控制算法,将该控制方法应用于二电平和三电平变流器,两者主要区别在于脉宽调制原理上不同.通过仿真对二电平和三电平系统采用同样的控制方法进行了模拟计算.仿真结果表明在相同系统参数条件下,尽管单个二电平变流器输入电流谐波较大,但是采用两相两重四象限后在网侧的谐波与一个三电平...     

有源钳位四电平能馈变流器预测电流控制

地铁能馈变流器能回收车辆制动能量,实现节能减排。多电平变流器可以降低有源开关的断态电压上升率,有效保护电路元件,提高输出电流的波形质量,一直是中大功率领域研究的热点。模型预测控制算法是应用于多电平变流器的一种控制算法,具有运算简单、速度快和适用性广等优点,在变流器控制领域有广阔的应用前景。目前,能馈变流器的拓扑主要为二电平和三电平,对四电平拓扑的应用关注较少。有源钳位四电平拓扑采用有源器件的T型连接代替钳位二极管,减少了元件数量,降低了系统损耗。在四电平能馈变流器的控制算法方面,载波调制算法仍被广泛使用,模型预测控制算法未能得到应用。在此背景下,提出一种适用于有源钳位四电平拓扑的预测电流控制算法,建立四电平拓扑的数学模型,分析开关状态对直流母线电容电压的影响,建立电流和电容电压的预测模型。通过模型预测控制算法中的代价函数,实现输出电流和电容电压的多目标控制。利用并网仿真模型对所提算法进行验证,在预测控制作用下可以顺利并网,并输出高质量的电流。进行阻感负载实验,能有效跟踪给定电流,维持电容电压稳定,对于负载突变也有较强的鲁棒性。仿真和实验均证明了拓扑模型和控制算法的有效性,展现了其在地铁...     

基于三电平逆变器的异步电动机直接转矩控制新方法

在异步电动机数学模型和三电平空间矢量调制法的基础上,提出了一种基于三电平逆变器的异步电动机直接转矩控制新方法。新方法将砰-砰控制和开关矢量查表法相结合,通过最优固定合成矢量的选择,既有效地抑制了三电平直流侧中点电压不平衡、限制了输出电压变化率dvldt并降低了开关损耗,又使系统获得了良好的稳态和动态性能。理论分析和仿真结果证明了该控制方法的合理性和可行性。     

四象限变流器控制策略研究与仿真

在建立基于理想开关函数的单相四象限变流器数学模型的基础上,对四象限变流器常用的5种控制策略进行研究,并通过计算机仿真对各种控制策略的控制性能进行对比分析。仿真结果表明,预测电流控制和瞬态电流控制可以达到直流侧电压稳定、网侧电流谐波小、网侧单位功率因数等控制目标。     

三电平逆变器中点电位控制算法研究

介绍了中点箝位型三电平逆变器的工作原理,根据其特有的拓扑结构分析了PWM调制方法,针对直流侧电容中点电位漂移的问题,提出了每相调制波叠加零序电压分量的控制策略。最后对该控制策略进行Matlab仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。     

三相三电平PWM整流新技术

三相三电平PWM整流电源具有输出直流电压稳定、功率器件承受压力小、交流侧电流波形正弦度好和功率因数高等特点,其在中、高压交流调速、电力系统等领域的应用越来越广泛。文章从拓扑结构、数学模型和控制方法几方面介绍了三相三电平整流电源的国际国内新技术,重点讨论了三相二极管箝位三电平PWM整流电源的中点电位平衡策略。     

带功率因数补偿的单相半控桥整流器(一)

介绍了绘制正弦线电流的开关模式单相半控桥整流器,用它来获得功率因数补偿并保持直流环节电压的恒定.在该整流器中使用4个有源开关,以便在交流端电压上产生单极脉宽调制(PWM)电压波形.与中性点箝位变流器(NPC)相比,该整流器没有箝位二极管也能实现三点式PWM控制.控制电路采用两个控制回路:外部控制回路用比例积分电压控制器调整直流环节电压,采用相位闭环电路产生与电源电压同相的正弦波形来实现功率因数补偿.在内部控制回路中,用基于载波的电流控制器跟踪线电流信号.为补偿由于负载变化所引起的中点电压,控制电路采用中点电压补偿器.该整流器的交流侧可产生3个电压电平,并用计算机仿真与试验结果验证了控制算法的有效性.     

有源功率因数校正技术在车辆照明中的应用

上海轨道交通1号线DC·上海轨道交通1号线DC01型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路。由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰。针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计。通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路。实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的。型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路.由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰.针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计.通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路.实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的.     

交流传动互馈试验平台整流器研究

介绍了用于交流传动互馈试验平台的PWM整流器系统主电路的设计及参数选择。在以DSP为核心的控制系统上,实现了PWM整流器的同步PI电流控制。仿真与试验表明该系统不但能够提供稳定的直流电压,而且可实现网侧低谐波正弦电流控制、功率因数高以及电能的双向传输。应用于互馈试验平台中,该整流器只需提供系统的损耗功率,大大降低了整流器容量,使得采用中小功率的三相桥式四象限变流器即可完成对中大功率的试验平台供电。     

基于PWM整流器无功调节技术的新型光伏模拟器

介绍了一种采用三相电压型PWM整流技术的光伏电池阵列模拟器。通常PWM整流器工作于单位功率因数,因而电网电压限制了直流电压的输出范围。文章通过电网提供无功电流,实现模拟器低压区间的输出,详细分析了无功电流的取值范围,提出了最佳的无功电流选取方法。实验采用一台输出端连接三相电阻的变流器,dSPACE软件控制该变流器实现逆变,以模拟直流可调负载,通过改变负载的功率使模拟器工作在I-V曲线的不同位置,并用ControlDesk监测到了模拟器在不同光照强度下的I-V和P-V特性曲线。实验证明了该模拟器能够输出不同光照强度下的I-V曲线,且具有较宽电压输出范围。     

对整流机组联调试验若干问题的分析

阐述了整流机组联调试验直流空载电压过高的原因;分析了导致不带平衡电抗器的整流机组直流负载拐点电流超出许可范围的成因;叙述了联调试验求得的额定直流电压调整率值过高是因为试验电流未超过拐点电流,介绍了采用降低网压求取额定直流电压调整率的等效试验法;结合试验数据,说明了压仓电阻的主要作用。     

全功率双向变电站与地铁杂散电流问题

地铁杂散电流会腐蚀地铁当中的金属(如承重墙里面的钢筋),为系统安全埋下隐患。与混合型变电站(由二极管整流器和 PWM 变流器组合而成)相比,由 PWM 变流器构成的全功率双向变电站不但具备正常的能馈功能,而且可基于其良好的调节直流电压的能力来维持各变电站输出电压一致,从而达到降低杂散电流的目的。分析全功率双向变电站降低地铁杂散电流的原理及其改善效果,仿真结果表明,全功率双向变电站能使地铁当中的杂散电流吸收垫充分发挥作用,显著降低地铁杂散电流。     

基于三重化DC／DC变换器的光伏直流微网控制研究

以带有蓄电池单元的独立光伏发电直流微网为研究对象,采用一种三重化DC／DC模块作为接口变换器,提出电压外环、电流内环的双闭环来控制接口变换器。仿真与实验结果表明,三重化DC／DC模块能有效地减小电流纹渡和电流谐波,实现光伏阵列最大功率点的跟踪以及蓄电池单元能量双向流动,稳定了直流母线电压。