六开关三相Boost型整流器电压滑模控制

分析了vienna整流器在桥臂各个功率器件出现开路故障时所呈现的故障特征,指出了各桥臂续流二极管的开路故障对整流器的危害最大。进一步提出了利用三相输入电流直流分量以及输出电压交流纹波作为功率器件开路故障诊断的故障特征值。构建了基于人工神经网络的功率开关开路故障分类系统,并将所提取的故障特征值作为输入训练样本对其进行训练,最后通过matlab软件中m语言编程完成对故障分类系统的训练和测试。训练和测试的结果表明,训练后的神经网络故障分类系统可很好地对vienna整流器除续流二极管外的功率器件开路故障进行定位。

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针对在线式不间断电源系统(ups)中的ac/dc整流器,设计了一套基于dqo轴控制的三相四线电压型pwm整流器的控制策略。介绍了该整流器的拓扑;推导了其主电路的数学模型;给出了带有正负母线电压平衡特性的双环控制的结构框图,并分别设计了电压外环和电流内环的控制参数;最后制作了一台实验样机并进行了实验。实验结果表明,所设计的控制器性能优良,可实现所要求的电网侧高功率因数、低电流谐波畸变率(thd)以及输出侧正负直流母线电压平衡等特性。

建立了三相四线电压型pwm整流器在两相同步旋转dq0坐标系下的el(euler-lagrange,el)数学模型。根据控制目标,基于pwm整流器的el模型,结合pi控制器设计了混合无源控制器。为实现误差能量函数快速收敛到期望平衡点,采用了阻尼注入方法设计了无源控制器;进而确定出dq0坐标系下所需的开关函数。由于无源控制器是在保证pwm整流器稳定的前提下,由阻尼注入和pi控制器参数的大小调节pwm整流器的动态和静态性能,具有易于调试和工程实现的特点。电网平衡和不平衡情况下仿真表明了三相四线电压型pwm整流器混合无源控制器应用的可行性。

针对传统无差拍电流预测控制算法在电网电压畸变时无法准确跟踪电流参考值的问题,提出了基于电网电压预测的无差拍电流控制方法。首先分析了电网电压谐波对无差拍控制的影响,而后利用重复控制原理对未来两个周期的电网平均电压进行预测和补偿,消除了电网电压整数次谐波对电网电流的影响,降低了电网电流谐波。通过进一步分析,证明了该控制算法保持了传统无差拍控制良好的动态性能,并对算法的稳定性、参数鲁棒性和静态误差进行了分析。最后通过仿真和实验验证了提出方法的正确性和有效性。

谐波污染已引起世界各国的高度重视。功率因数校正(pfc)是治理谐波的一种有效方法。本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的pfc控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作。完成了7kw三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

与传统的两电平变换器相比,多电平变换器输出电平数增加,输出波形阶梯增多,更加接近目标调制波。分析了三相三电平三开关vienna整流器的工作原理,介绍了电路的实现方法,给出了主电路及采样电路的设计。搭建了一个800w的实验平台,利用tms320f2812dsp来实现控制算法。实验结果表明,所设计的电路能满足预定的要求,在工业控制中应用前景广阔。

三相电压型整流器是当今非常热门的变换器拓扑之一,它功率因数高,谐波畸变小,拓扑结构简单,输出功率可以从几千瓦到兆瓦级。文章以程序算法为核心,实现了对整流器的dsp控制,分析了其应用程序的框架结构,并在此基础上提出了控制程序的模块化方法,增强了程序可读性,减少了代码长度,降低了维护成本。同时利用plecs仿真软件对dsp程序进行了仿真,验证了其正确性。

六开关三相四线pwm整流器拓扑是适合于中大功率高频ups装置的前级整流器拓扑。与常规的六开关三相三线整流器相比,三相四线整流器输出正负直流母线,并且输入侧存在零序电流通路,如果沿用三相三线整流器的控制方法,必然会引起很大的中线电流。针对此问题。讨论了三相四线pwm整流器输出为正负直流母线电压均衡控制和中线电流控制问题,建立了三相四线整流器数学模型,分析了中线电流产生的机理以及抑制的方法,设计了基于同步旋转坐标系的三相四线整流器的控制算法。在功率40kw的实验样机上验证了控制方法的有效性,保证了输出正负母线电压的平衡及较小的输入电流谐波。

六开关三相四线pwm整流器拓扑是适合于中大功率高频ups装置的前级整流器拓扑.与常规的六开关三相三线整流器相比,三相四线整流器输出正负直流母线,并且输入侧存在零序电流通路,如果沿用三相三线整流器的控制方法,必然会引起很大的中线电流.针对此问题.讨论了三相四线pwm整流器输出为正负直流母线电压均衡控制和中线电流控制问题,建立了三相四线整流器数学模型,分析了中线电流产生的机理以及抑制的方法,设计了基于同步旋转坐标系的三相四线整流器的控制算法.在功率40kw的实验样机上验证了控制方法的有效性,保证了输出正负母线电压的平衡及较小的输入电流谐波.

整流器模型建立直接影响控制策略,通常系统采用基尔霍夫定律和拉格朗日方程建立数学模型,其状态变量间存在耦合。文中针对开关函数描述的数学模型为非线性且控制器设计困难的特征,采用开关周期平均法建立系统平均模型,分离扰动得到稳态模型和线性时不变的小信号模型。结果表明,小信号模型较传统模型更有利系统控制器的设计。

整流器模型建立直接影响控制策略,通常系统采用基尔霍夫定律和拉格朗日方程建立数学模型,其状态变量间存在耦合。文中针对开关函数描述的数学模型为非线性且控制器设计困难的特征,采用开关周期平均法建立系统平均模型,分离扰动得到稳态模型和线性时不变的小信号模型。结果表明,小信号模型较传统模型更有利系统控制器的设计。

基于Matlab的三相电压型PWM整流器建模与仿真

传统pwm整流器直接功率控制(dpc)中,靠近基本电压矢量的地方,容易出现无功功率失控现象,导致网侧电流出现畸变和较大的直流电压波动。从pwm整流器瞬时功率数学模型出发,分析了开关矢量对瞬时有功功率和无功功率的作用机理,设计了一种基于新扇区空间划分方法和新开关矢量表的pwm整流器dpc策略,该方法具有兼顾有功功率调节的快速性、抑制无功波动和降低开关频率的功能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。

通过分析三相脉宽调制(pwm)整流器在d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的pwm整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环的控制要求设计电流比例积分(pi)调节器,提出按闭环幅频特性峰值(mr)最小准则来确定调节器参数的方法;根据系统对电压外环的控制要求,采用模最佳整定法来设计电压pi调节器。最后对整个pwm整流器双闭环控制系统进行仿真,仿真结果验证了pi调节器设计的正确性。

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由于pwm整流的非线性特性,单相电力电子变压器传统的pi控制对参数较为敏感,而滑模变结构控制对干扰和参数具有很强的鲁棒性,因此采用d-q电流解耦方法,构造滑模控制器。搭建3单元级联模块h桥整流器模型,在仿真软件matlab/simulink中进行了仿真,并将其同传统的pi控制比较,结果表明了所采用方法的有效性、优越性。

为了提高电流型pwm整流器网侧功率因数和系统抗干扰能力,提出了采用互联和阻尼分配无源控制方案设计系统控制器的新型控制策略。根据能量成型和端口受控哈密顿控制原理,建立了电流型pwm整流器的端口受控耗散哈密顿（pchd）模型,根据系统控制器的设计目标,求取了期望稳定平衡点。通过配置与系统结构兼容的能量函数,在期望稳定平衡点处设计了镇定的控制器,实现了电流型pwm整流器单位功率因数运行、直流电流快速达到期望值并稳定运行于平衡点的控制目标,仿真结果证明了该方案的可行性。

对三相三电平vienna型整流器进行物理解耦,进而分析单相三电平整流电路分别在连续和断续导通模式下的数学模型,针对该拓扑结构提出了一种适合用于混合导通模式的前馈控制策略。定参数电流环仅适用于一个电流工作模式,出现混合导通模式时,其控制效果很差。而在电流控制环中引入前馈,将理论上想要的占空比叠加在原电流环的输出端,新的控制环便能适应不同电流工作模式,从而大大降低电流总谐波失真度(thdi)。最后通过5kw三相实验样机,验证了该控制策略的可行性和有效性,在混合导通模式满载时的功率因数(pf)接近于1。

三相电压型PWM整流器设计方法的研究

河南理工大学毕业设计 摘要 随着社会的高速发展，电能在工农业生产和人民日常生活中发挥着起来越重要的作 用，然而与之同时与国民生产生活密切相关的电力电子换流装置，如变频器、高频开关 电源、逆变电源等各种换流装置在广泛的运用中给电网带来了大量的无功功率与严重的 谐波污染。随着电力电子技术的发展，具有网侧电流接近正弦波、功率因数近似为1、 直流侧输出电压稳定、抗负载扰动能力强并且能够在四象限运行的pwm整流器应运而生， 成功地取代了不可控二极管整流器和相控的晶闸管整流器，并成为电力电子技术研究的 热点。本言研究的主要对象就是应用最为广泛的三相电压型pwm整流器。 首先，本文介绍了pwm整流器研究的背景与意义，综述了pwm技术的发展及现状， 引出了三相电压型pwm整流器，并分析了三相电压型pwm整流器的工作原理，并在此基 础上建立了其在abc三相静止坐标系、d-q同步旋转坐

电压型三相pwm逆变器作为电力系统的关键设备,对于能源的转换效率和可靠性具有举足轻重的作用,其控制技术更是备受世界各国学者的关注。因此,本文我们重点对电压型三相pwm逆变器的电流控制技术进行了分析,以期为提高电压型三相pwm逆变器的性能提供一些有益的参考。