VIENNA整流器的滞环电流控制研究

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三相四线VIENNA整流器及其数字控制策略研究

用于大功率场合．其输入端对电网的影响也更大．故在三相整流器中实现ＰＣ的意义更为重大… Ｆ三相三线制ＶＥＮ整流器的控制简单．ＩＮＡ每相仅需一路控制信号：载时功率因数很高：存满不
ｔｒｅｌｖｌＰＣｔｐｌｇｓａａｙｅｔｌｎｔ．ｄａｄａ・ｌｓｄｌｏｔｔｇａｅｎｄｒｃｏｔｌｏｕｒｎｓｉｔｏｈｅ — ｅＦｏｏｏｉｎｚｄａｅｇｈＡｎｕｃｏｅ－ｐｓｒｅｙｂｓｄｏｉｔｃｎｒｆｃｅｔｉｎｒ — ｅｙｌｌｏａｅｏｒｄｃｄ．ｅｓｌｔｎａｄｅｐｒｎａｓｌｅｔｙｔａｉｒｃｉｅａｅｒｅｎｔｒｗｒｆｃｏ．ｕｅＴｉａｉｎｘｅｉｈｍｕｏｍｅｔｒｕｔｔｉｈｔｔｓｅｔｒＣｎａｌｇｔｕｉｇｄｐｅａｔｒｌｅｓｓｆｈｆｎｙｙｉｏＫｅｗｏｄｒｃｉｅ；ｐｗｒｆｃｏｏｒｃｉｎ；ｄｃｕｌｇｉｏｏｏｙ；ｄｇｔｌｃｎｒｌｙｒｓ：ｅｔｉｒｆｏｅａｔｒｃｒｅｔｏｅｏｐｉｎｔｐｌｇｎｉｉｏｔａｏ
１引言
目前，电力电子装置已被广泛应用，中以整其流器的应用最为普遍。传统不控或相控整流电路存在网侧功率因数低的问题．网侧电流畸变．含包的大量谐波将严重污染电网。三相整流器往往应

三相VIENNA整流器双闭环控制策略及其参数研究

关键词院VIENNA 整流器曰前馈解耦曰双闭环控制曰零点曰环路增益
Dual Closed鄄loop Control Strategy and Parameter Design for Three鄄phase VIENNA Rectifier
WANG Peng1,2, LI Shan1,2, GUO Qiang1,2, CHEN Min1,2, SONG Lifeng1,2, LI Xiao1,2
渊1. School of Electrical and Electronic Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China; 2. Chongqing Engineering Research Center of Energy Internet, Chongqing 400054, China冤
汪鹏 1袁2袁李山 1袁2袁郭强 1袁2与电子工程学院袁重庆 400054曰2. 重庆市能源互联网工程技术研究中心袁重庆 400054冤
摘要院通过对 VIENNA 整流器基本原理分析袁建立了 d鄄q 坐标系下的数学模型遥由于系统具有强耦合尧非线性的特点袁利用前馈解耦控制策略实现对 d尧q 轴的解耦控制遥一方面袁基于频域法对电流内环进行分析袁借助 MATLAB 单输入鄄单输出 SISO渊single input鄄single output冤设计工具袁合理配置电流内环控制器零点位置与环路增益袁实现对网侧电流快速性与稳定性的控制曰另一方面袁电压外环易受到负载电流影响袁通过对外环控制器零点和环路增益优化配置袁提高系统鲁棒性遥此外袁重点分析了在负载电流干扰的情况下影响电压外环控制器稳定性的成因遥最后袁利用 MATLAB/Simulink 软件搭建仿真平台袁验证了电流内环和电压外环控制器参数设计的正确性与合理性袁使 VIENNNA 整流器双闭环控制系统具有良好的稳定性能和动态性能袁并在负载波动的情况下袁保持良好的控制效果遥

一种基于电流滞环控制的Vienna型PFC整流器

摘要：大型工业设备需要的稳压器和大型变压器具有体积大，控制复杂等特点。分析Ｖｉｅｎｎａ整流电路的原理，
提出了一种基于电流滞环控制的Ｖｉｅｎｎａ型ＰＦＣ整流电路。在Ｍａｔｌａｂ＼Ｓｉｍｕｌｉｎｋ上搭建平台进行仿真，结果表明
《电气开关》（２０１６．Ｎｏ．２）
ｌ９
文章编号：１００４—２８９Ｘ（２０１６）０２—００１９—０７
一种基于电流滞环控制的Ｖｉｅｎｎａ型ＰＦＣ整流器
杨世凯，刘小娟，程俊翔，程鹏，章晋
（１．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌４４３００２；２．甘肃省电力公司检修公司酒泉分部，甘肃酒泉７３５０００）
基金项目：新能源微电网湖北省协同创新中心（三峡大学）
等特点，因此对Ｖｉｅｎｎａ整流器控制技术进行研究具有很大价值。而电流滞环控制因其控制简单、响应快广泛用于ＰＷＭ整流器等功率因数校正电路中。本文研究了一种基于电流滞环控制的Ｖｉｅｎｎａ型ＰＦＣ整流电路，Ｍａｔｌａｂ＼Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真和实验结果证明了该控制策略的有效性。
ｌ引言
随着电力电子技术的发展，特别是功率半导体器件以及控制技术的飞速发展，电力电子装置越来越多地应用于工矿企业，其在提高生产效率和产品质量等方面起着重要作用。但是由于其强非线性的特点对电网注入大量的谐波和无功功率，造成严重的电网 “污染”。因此研究具有高功率因数ＰＷＭ整流装置成为电力电子应用领域的一个重大研究课题 ¨Ｉ２。而在三相整流器的拓扑结构中，Ｖｉｅｎｎａ整流器作为一种典型的三电平拓扑Ｊ，适合用于高电压，大功率的领域，与传统的两电平结构相比降低了开关管的电压应力和交流侧的谐波含量，避免上下桥臂直通，简化控制环节

Vienna整流器工作原理

Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种用于电力系统中的电力电子装置，它的主要作用是将交流电转换为直流电。

在本文中，我们将详细介绍Vienna整流器的工作原理及其相关技术细节。

一、Vienna整流器的基本原理Vienna整流器是一种全桥式整流器，由两个三相全桥整流器串联而成。

它的工作原理基于交流电的整流和滤波过程。

1. 交流电输入：Vienna整流器的输入是交流电源，通常为三相交流电。

交流电源通过变压器降压后，进入Vienna整流器的输入端。

2. 三相全桥整流器：Vienna整流器由两个三相全桥整流器组成，每一个整流器都由六个二极管组成。

每一个三相全桥整流器的输出端分别连接到一个电容器，用于滤波。

3. 交流电的整流：交流电通过Vienna整流器的三相全桥整流器进行整流，将其转换为直流电。

在整流过程中，交流电的正半周经过一个三相全桥整流器，而负半周经过另一个三相全桥整流器。

4. 直流电的滤波：经过整流后的直流电仍然存在一定的脉动，为了减小脉动幅度，Vienna整流器通过连接电容器进行滤波。

这些电容器将脉动的直流电平滤除，使输出的直流电更加稳定。

5. 输出电压控制：Vienna整流器可以通过控制交流电源的输入电压和频率来控制输出的直流电压。

通过调整电容器的电压，可以实现对输出电压的精确控制。

二、Vienna整流器的技术细节1. 效率和功率因数：Vienna整流器的效率通常很高，可以达到95%以上。

它还具有较高的功率因数，可以减小对电网的污染。

2. 电流谐波：Vienna整流器的输出电流中可能存在谐波，特殊是在非线性负载下。

为了减小谐波，可以采用谐波滤波器或者其他补偿措施。

3. 控制策略：Vienna整流器可以采用不同的控制策略，如PWM（脉宽调制）控制、MPPT（最大功率点跟踪）控制等。

这些控制策略可以根据实际需求来选择，以实现对输出电压和功率的精确控制。

4. 故障保护：Vienna整流器通常具有多种故障保护功能，如过流保护、过压保护、过温保护等。

三相VIENNA整流器的双闭环控制策略研究

- 5 -高新技术0 引言在“碳达峰、碳中和”战略目标的要求下，新能源汽车的发展迎来了新的契机。

在电动汽车充电系统中，为了提高电网的电能质量、减少谐波电流的产生，需要进行功率因数校正。

VIENNA 整流器具有开关管数量少、电压应力低、高功率因数以及低谐波电流等优点，因此备受关注[1]。

目前在VIENNA 整流器的众多控制方式中，双闭环控制是最常见的控制策略。

文献[1]采用传统的电流滞环控制策略，但由于开关频率不固定，因此会影响网侧电流质量。

文献[2]电流内环采用一种模型预测控制策略，但对采样频率依赖较高，不能保证采用精度，同时也存在开关频率不固定的缺点。

文献[3]采用单周期控制，系统简单且鲁棒性高，但参数设计烦琐，灵活度低，应用十分受限。

还有研究者采用了一种谐振滑膜控制策略，虽然改善了电能质量，但是控制器设计难度大且容易引起系统谐振。

基于上述问题，该文以三相类VIENNA 整流器为研究对象。

三相类VIENNA 整流器与LCL 滤波器相结合，不仅可以滤除高次谐波，还可以提高了整流器的功率密度。

该文研究了类VIENNA 整流器的工作原理，建立了在d -q 坐标系下的数学模型。

d -q 坐标系下d 轴分量与q 轴分量存在强耦合关系，电流内环采用前馈解耦的控制策略，实现对电流分量的单独控制。

电压外环采用PI 控制，实现了对参考电压的快速准确跟踪，并对其进行了仿真与实验验证[2]。

1 VIENNA 整流器的原理与建模三相类VIENNA 整流器与LCL 滤波器相结合，不仅可以滤除高次谐波，而且还可以提高整流器的功率密度。

三相类VIENNA 整流器主电路如图1所示。

其中e a 、e b 和e c 为三相交流电压源，网侧电感（L a 、L b 和L c ）、网侧电容（C f ）以及PFC 电感（L f +、L f -）构成LCL 滤波器，电容C f 位于两电感中间，为滤波对象中的高频谐波分量提供通路。

D w +、D w -为工频二极管，D f +、D f -为快恢复二极管，S i （i =1，2，…，6）构成各相桥臂双向开关管，R L 为负载；M 为电容中性点。

Vienna整流器工作原理 (2)

Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种常用的电力电子器件，用于将交流电转换为直流电。

它具有高效率、低成本和稳定性好等优点，在工业生产和电力系统中得到广泛应用。

本文将从Vienna整流器的工作原理出发，详细介绍其工作原理及特点。

一、Vienna整流器的基本原理1.1 三相桥式整流器Vienna整流器采用三相桥式整流器作为基础，通过控制三相桥的开关状态来实现电压和电流的控制。

1.2 逆变器Vienna整流器中还包含一个逆变器，用于将直流电转换为可控的交流电，实现电压和频率的调节。

1.3 控制系统Vienna整流器的控制系统采用先进的PWM控制技术，可以精确控制电压和频率，保证电力系统的稳定运行。

二、Vienna整流器的工作特点2.1 高效率Vienna整流器采用先进的功率器件和控制技术，具有高效率，能够有效降低能源消耗。

2.2 低成本Vienna整流器的制造成本相对较低，适用于大规模生产和应用，可以降低系统的总体成本。

2.3 稳定性好Vienna整流器具有良好的稳定性和可靠性，能够在各种工况下保持电力系统的稳定运行。

三、Vienna整流器的应用领域3.1 工业生产Vienna整流器广泛应用于工业生产中，如电力电子设备、机床、电动汽车等领域。

3.2 电力系统Vienna整流器在电力系统中也有重要应用，可以提高系统的稳定性和效率，减少能源损耗。

3.3 新能源领域Vienna整流器在新能源领域的应用也越来越广泛，如风力发电、光伏发电等领域。

四、Vienna整流器的发展趋势4.1 高性能随着功率器件和控制技术的不断进步，Vienna整流器将会越来越高性能，能够满足更多领域的需求。

4.2 多功能化Vienna整流器将会向着多功能化方向发展，可以实现更多的功能，如电能质量调节、无功功率补偿等。

4.3 智能化Vienna整流器的控制系统将会更加智能化，可以实现远程监控和自动调节，提高系统的运行效率和稳定性。

三相VIENNA整流器的双闭环控制策略研究

三相VIENNA整流器的双闭环控制策略研究随着工业自动化的不断发展，交流电源整流技术在工业控制领域中得到了广泛应用。

其中，三相VIENNA整流器作为一种比较常见的电源电路拓扑结构，具有功率因数校正和谐波抑制等优点，被广泛应用于电力电子变频调速、激光器电源和无线充电电源等领域。

双闭环控制策略是提高整流器性能、稳定性和响应速度的一种有效方法，本文将对三相VIENNA整流器的双闭环控制策略进行研究。

1.三相VIENNA整流器的基本结构和工作原理整流器的工作原理是在每个半周期内，分别通过A、B、C三个整流单元对输入的交流电压进行整流，输出相应的正半波电压。

通过控制三个整流单元的开通和关断状态，可以实现输出电压的调节和功率因数校正。

2.双闭环控制策略设计双闭环控制策略是将整流器的输出电压和电流分别作为反馈信号，设计两个闭环控制回路进行调节。

其中，电压环控制是通过调节整流器的PWM控制信号来维持输出电压的稳定性和精度；电流环控制是通过调节整流器的开关器件来维持输出电流的稳定性和跟踪性。

电压环控制的设计思路是在输出电压环路中加入PI控制器，根据输出电压与参考电压的差值来调节PWM控制信号。

电流环控制的设计思路是在输出电流环路中加入PI控制器，根据输出电流与参考电流的差值来调节整流器的开关器件。

整体控制框图如下所示：其中，Uref和Iref分别为输出电压和电流的参考值，U和I为输出电压和电流的实际值，Vpwm和SW为PWM控制信号和开关器件，PI为控制器模块。

3.控制系统参数调整和优化在双闭环控制策略中，PI控制器的参数调整和优化是关键。

控制器参数的选择应考虑到整流器的动态响应特性和稳定性要求。

常用的参数调整方法包括试误法、频域法和优化算法。

试误法是通过手动调节参数，观察系统的响应情况，逐步优化参数值。

频域法是基于系统的频率响应特性，通过Bode图和Nyquist图分析系统的稳定性和性能，优化参数值。

优化算法是通过数学优化方法，自动化地寻找控制器参数的最优解。

定频化VIENNA整流器模型预测电流控制

电气传动2021年第51卷第5期摘要：VIENNA 整流器是一种高性能三相三电平整流器，不仅网侧性能优良，并且具有功率密度高、结构简单等特点。

将模型预测控制引入了VIENNA 整流器的电流控制当中，并针对传统模型预测控制计算复杂、开关频率不固定的缺点，提出了一种定频化的模型预测电流控制方法，通过优化价值函数、引入调制模块的方式固定开关频率，并实现网侧单位功率因数、输出直流电压稳定和输入电流正弦的目标。

实验验证了所提方案的正确性。

关键词：VIENNA 整流器；模型预测控制；定频化；SPWM 调制中图分类号：TM461.5文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd21224Fixed-frequency Model Predictive Control for a VIENNA RectifierHAN Huishan ，JIN Chencong ，BI Yanjun（Department of Electrical Engineering ，Xingtai Vocational and Technical College ，Xingtai 054000，Hebei ，China ）Abstract:The VIENNA rectifier is a high-performance three-phase three-level rectifier which not only has excellent grid side performance ，but also features high power density and simple circuit topology.The model predictive control was introduced into the current control of VIENNA rectifier.Aiming at the disadvantages of conventional model predictive control ，such as complicated calculation and unfixed switching frequency ，a fixed frequency model predictive current control method was proposed.The switching frequency was fixed by optimizing the cost function and using modulation module ，and the goals of unit power factor ，stable output DC voltage and sinusoidal input current was realized.The experiment verify the correctness of the proposed scheme.Key words:VIENNA rectifier ；model predictive control （MPC ）；fixed frequency ；SPWM modulation作者简介：韩会山（1975—），男，硕士，副教授，Email ：****************定频化VIENNA 整流器模型预测电流控制韩会山，靳晨聪，毕艳军（邢台职业技术学院电气工程系，河北邢台054000）VIENNA 整流器是一种高性能三电平整流器，凭借其电路结构简单、功率器件少、三电平特性的优点，在工业场合，尤其是对网侧电流质量要求高的场合应用十分广泛[1-4]。

VIENNA整流器控制策略研究

VIENNA整流器控制策略研究随着电力系统的不断发展，电能质量的稳定性和可靠性要求越来越高。

而VIENNA整流器作为一种高效、可控的电力电子装置，被广泛应用于电力系统中。

然而，如何有效地控制VIENNA 整流器，提高其性能和稳定性，仍然是一个研究的重点。

在VIENNA整流器的控制策略研究中，主要包括以下几个方面。

首先，电流控制策略是VIENNA整流器控制中的重要环节。

电流控制的目标是使输出电流能够稳定在设定值附近。

为了实现这一目标，可以采用经典的PID控制器进行电流控制，通过调整控制器的参数，使得输出电流能够快速、准确地跟踪设定值。

此外，也可以采用模糊控制、神经网络控制等先进的控制方法，以提高整流器的响应速度和控制精度。

其次，电压控制策略也是VIENNA整流器控制的关键。

电压控制的目标是使输出电压能够稳定在设定值附近。

为了实现这一目标，可以采用电压环控制和电流环控制相结合的控制策略。

通过对电压环和电流环进行协调控制，可以提高整流器的电压稳定性和响应速度。

此外，也可以采用预测控制、自适应控制等新型的控制方法，以提高整流器的动态性能和抗干扰能力。

最后，对于VIENNA整流器的保护策略也需要进行研究。

由于整流器工作时涉及到高电压、大电流等高功率因素，因此需要设计相应的保护措施，以保证整流器的安全运行。

可以采用过流保护、过压保护、过温保护等多种保护方法，对整流器进行全面的保护。

总之，VIENNA整流器控制策略的研究对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

通过优化电流控制策略、电压控制策略和保护策略，可以提高整流器的性能和稳定性，从而为电力系统的运行和发展提供更好的支持。

三电平六开关VIENNA整流器及其控制策略的研究中期报告

三电平六开关VIENNA整流器及其控制策略的研究
中期报告
研究背景：
随着现代电力市场的快速发展，人们对于电力质量和能效的要求也越来越高。

在电力电子领域中，三电平六开关VIENNA整流器成为了一种受到广泛关注的高效、可靠的电力转换设备。

研究目的：
本研究旨在探究三电平六开关VIENNA整流器的结构特点与控制策略，以提高电力质量和能效，进一步提高整个电力系统的质量和效率。

研究内容：
1.三电平六开关VIENNA整流器的结构特点和工作原理
2.三电平六开关VIENNA整流器的控制策略，如基于空间向量调制的控制策略、基于图模式的控制策略等
3.三电平六开关VIENNA整流器的模型建立与仿真
4.实验验证和分析
研究方法：
1.文献调研法，对于三电平六开关VIENNA整流器的相关研究文献进行收集和综述，全面了解其结构特点、工作原理及控制策略等方面的知识
2.理论分析法，通过数学模型和理论分析探讨三电平六开关VIENNA 整流器的工作原理和控制策略
3.仿真实验法，利用Matlab/Simulink等软件工具建立三电平六开关VIENNA整流器的模型，进行仿真实验，通过仿真结果进行分析和验证
4.实验验证法，通过实验平台进行实际验证，验证三电平六开关VIENNA整流器在实际应用中的效果和优越性
预期结果：
通过本研究，可以掌握三电平六开关VIENNA整流器的结构特点和工作原理，熟悉其控制策略，为电力电子领域提高电力质量和能效提供更加有效的方法，同时也可以提高整个电力系统的质量和效率。

Vienna整流器工作原理

Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种电力电子设备，用于将交流电转换为直流电。

它是一种高效率的整流器，常用于工业和电力系统中，以提供稳定的直流电源。

Vienna整流器的工作原理如下：1. 输入电流：Vienna整流器的输入电流是交流电。

交流电可以是单相或者三相电源。

交流电经过输入滤波器，以去除电源中的高频噪声和干扰。

2. 相控整流：Vienna整流器采用相控整流技术，通过控制开关管的导通和截止，来实现对输入电流的控制。

相控整流能够实现高效率的电能转换和减少功率损耗。

3. 三电平逆变器：Vienna整流器中的核心部件是三电平逆变器。

三电平逆变器由两个半桥逆变器组成，每一个半桥逆变器由两个开关管和两个二极管组成。

逆变器将输入电流转换为高频交流电，并通过滤波器将其转换为平滑的直流电。

4. 控制策略：Vienna整流器的控制策略是通过对开关管的开关状态进行调节，来实现对输出电压和电流的控制。

控制策略可以根据需求进行调整，以实现稳定的输出电压和电流。

5. 输出滤波器：Vienna整流器的输出电流经过输出滤波器，以去除高频噪声和谐波。

输出滤波器通常由电感和电容组成，能够平滑输出电流，并提供稳定的直流电。

6. 输出电压调节：Vienna整流器可以通过调节控制策略和开关管的状态，来实现对输出电压的调节。

输出电压可以根据需求进行调整，以满足不同应用场景的要求。

Vienna整流器具有以下优点：1. 高效率：相控整流和三电平逆变器技术使Vienna整流器具有高效率的特点，能够实现高效的电能转换，减少能源浪费。

2. 稳定性：Vienna整流器通过控制策略和输出滤波器，能够提供稳定的输出电压和电流，以满足各种负载要求。

3. 可靠性：Vienna整流器采用先进的电力电子器件和控制技术，具有较高的可靠性和稳定性，能够长期稳定运行。

4. 环保节能：Vienna整流器能够实现高效的能量转换，减少能源浪费，对环境友好。

电网不平衡条件下VIENNA整流器控制策略的研究

电网不平衡条件下VIENNA整流器控制策略的研究随着电动汽车行业的发展,充电电源作为电动汽车能源供给的核心装置受到国内外学者的广泛关注。

充电电源中前级A C/DC整流电路是充电电源的核心部分,三相三电平VIENNA整流器因其具有功率开关管数量少、拓扑结构相对简单、输入电流谐波含量低等优点在充电电源中获得了广泛的应用。

但实际电网由于电网电压相位、幅值偏移等情况处于不平衡状态,此时,平衡条件下的控制策略将不再适用。

为此,本文对电网不平衡条件下VIENNA整流器控制策略进行深入研究。

首先,详细分析了VIElNNA整流器在不同输入电流极性的情况下,各个开关状态对应的工作模态,分别建立VIENNA整流器在电网平衡条件下及不平衡条件下的数学模型,研究了基于有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Con trol,FCS-MPC)的VIENNA整流器,根据整流器开关状态数目有限的特征,建立电流预测模型,创建目标函数,搭建了VIENNA整流器的PCS-MPC控制系统。

其次,在电网不平衡条件下,针对传统FCS-MPC控制会使VIENNA整流器存在网侧电流谐波畸变率大/直流输出电压产生纹波等问题,本文提出了改进型FCS-MPC控制算法,在传统FCS-MPC算法中引入网侧有功功率、无功功率的约束目标,建立功率预测模型,,通过预测抑制网侧有功功率的2次谐波分量来实现直流输出电压的稳定;为消除由计算时间引起的一拍延迟,采用两步预测控制,并加入反馈补偿模块消除下一周期预测值与给定值之间的计算误差。

同时,考虑到VIENNA拓扑存在中点电位不平衡的弊端,分析导致其中点不平衡的根本原因,建立中点平衡预测模型,引入到目标函数中,实现中点电位平衡控制。

最后,采用MATLAB/Simulink仿真软件搭建仿真模型,对所提控制策略进行仿真分析与验证,对VIENNA整流器系统软硬件进行具体设计,并搭建一台以TMS320F28335为主控制器的实验样机,对实验平台软硬件进行调试,完成实验验证,实验结果验证了所提控制策略的正确性与有效性。

电网频率波动下改进的VIENNA整流器双闭环控制策略研究

电网频率波动下改进的VIENNA整流器双闭环控制策略研究电网频率波动下改进的VIENNA整流器双闭环控制策略研究摘要：随着电力系统规模的不断扩大和电网电压频率波动问题的日益突出，传统的电网整流器控制策略已经不能满足实际需求。

为了提高电网电压频率波动下的整流器运行性能，本文对VIENNA整流器双闭环控制策略进行了深入研究。

通过分析电网频率波动对整流器运行的影响，针对控制策略中的问题，提出了一种改进的双闭环策略，将电压环和电流环进行优化，以提高整流器的动态响应和抗干扰能力。

通过数值仿真验证，结果表明，该改进控制策略能够有效地改善整流器在电网频率波动时的控制性能，提高系统的稳定性和可靠性。

关键词：电网频率波动，VIENNA整流器，双闭环控制，动态响应，抗干扰能力，稳定性，可靠性引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。

然而，随着电力系统规模的不断扩大，电力负荷的日益增加以及可再生能源的大规模接入，电网电压频率波动问题愈发突出。

电网电压频率波动对整个电力系统的运行稳定性和可靠性产生了严重影响，特别是对整流器的控制性能提出了更高要求。

因此，对电网频率波动下整流器的控制策略进行研究具有十分重要的意义。

一、电网频率波动对整流器的影响电网频率波动对整流器的运行有着直接的影响。

传统的电网整流器控制策略采用单环控制结构，只能根据电压误差进行调节，忽略了电流的影响。

然而，电网频率波动会导致电流的变化，从而影响整流器的工作稳定性和性能。

因此，需要改进整流器的控制策略，提高整流器的动态响应和抗干扰能力。

二、VIENNA整流器的特点和问题VIENNA整流器是近年来提出的一种新型整流器，具有体积小、效率高和运行稳定性好等特点。

然而，由于电网频率波动的影响，VIENNA整流器的控制策略存在一些问题。

首先，由于采用了传统的PID控制器，整流器的动态响应较慢，调节时间长。

其次，由于整流器的电流受电压波动的影响较大，传统的单环控制无法满足对电流的精确控制需求。

Vienna整流器工作原理

Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种常用的电力电子器件，用于将交流电转换为直流电。

它基于电容滤波和双向开关的原理，能够实现高效的电能转换。

Vienna整流器的工作原理如下：1. 基本结构：Vienna整流器由两个相反方向的二极管和一个电容器组成。

二极管可以是普通的硅二极管或者快恢复二极管，电容器则用于平滑输出电压。

2. 工作过程：当输入电压为正半周时，D1导通，D2截止，此时电流通过D1和电容器C1，将交流电转换为直流电，并储存在电容器中。

当输入电压为负半周时，D1截止，D2导通，此时电流通过D2和电容器C2，同样将交流电转换为直流电，并储存在电容器中。

通过交替导通和截止，Vienna整流器能够实现对交流电的整流。

3. 电流平衡：在Vienna整流器中，为了保持电流平衡，需要通过一个控制电路来控制二极管的导通和截止。

当电容器C1中的电压超过一定阈值时，控制电路会使D1截止，D2导通，反之亦然。

这样可以确保两个电容器中的电荷量相等，从而实现电流平衡。

4. 输出电压平滑：Vienna整流器通过电容器的滤波作用，可以将输出电压平滑为直流电压。

由于电容器具有较大的电容量，它能够吸收电流的峰值，从而减小输出电压的波动。

5. 优点和应用：Vienna整流器具有体积小、效率高、输出电压稳定等优点，广泛应用于电力电子领域。

它常用于电力变换器、直流电源、电动机驱动器等设备中，能够有效地将交流电转换为直流电，满足各种电子设备对电源的需求。

总结：Vienna整流器是一种常用的电力电子器件，通过电容滤波和双向开关的原理，能够将交流电转换为直流电。

它通过交替导通和截止的方式实现对交流电的整流，并通过电容器的滤波作用将输出电压平滑为直流电压。

Vienna整流器具有体积小、效率高、输出电压稳定等优点，广泛应用于电力电子领域。

Vienna整流器工作原理

Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种常用的电力电子设备，主要用于将交流电转换为直流电。

它通过改变电流的方向和大小，实现了交流电的整流功能。

下面将详细介绍Vienna整流器的工作原理。

1. 引言Vienna整流器是一种三相全波整流电路，由两个并联的全桥整流电路组成。

它具有高效率、低谐波失真和较低的输入电流波动等优点，因此在许多工业和电力应用中得到广泛应用。

2. 原理Vienna整流器的工作原理基于电力电子器件的开关行为。

它由三个主要部份组成：输入变压器、全桥整流电路和输出滤波电路。

2.1 输入变压器输入变压器是Vienna整流器的核心组件之一。

它将交流电源的电压变换为适合整流器操作的电压。

输入变压器通常由磁性材料制成，通过电磁感应将输入电压传递到全桥整流电路。

2.2 全桥整流电路全桥整流电路由四个电力电子开关器件（通常是晶闸管或者功率MOSFET）组成。

这四个开关器件按照特定的时序进行开关，以实现交流电的整流功能。

在每一个半周期中，两个开关器件同时导通，此外两个则同时关断。

通过不同的开关组合，可以实现正、负半周的整流。

2.3 输出滤波电路输出滤波电路用于平滑整流器的输出电流，以减小输出电压的纹波。

它通常由电容器和电感器组成。

电容器负责存储电能，而电感器则用于平滑电流。

通过合理设计和选择电容器和电感器的参数，可以使输出电压的纹波尽可能小。

3. 工作过程Vienna整流器的工作过程可以分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。

3.1 导通阶段在导通阶段，Vienna整流器的开关器件导通，电流从输入变压器流入全桥整流电路，然后通过输出滤波电路流向负载。

在这个阶段，交流电源的正半周和负半周都被整流为直流电。

3.2 关断阶段在关断阶段，Vienna整流器的开关器件关断，电流住手流动。

此时，输出滤波电路中的电容器开始释放储存的电能，以维持输出电流的平滑性。

关断阶段的时间通常很短，以确保输出电压的稳定性。

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究尹军【摘要】Compared with traditional bridge circuitry,Vienna rectifier has excellent characteristics such as low switch stress,small volume,low input current harmonics and high reliability under the condition of same electrical level.Therefore,it is widely applied on occasions of medium and high power with one-way energy flow,especially in the field of high-voltage DC power supply system.Based on a detailed analysis of the working mechanism of Vienna rectifier,with respect to unfixed switching frequency of the classical hysteresis control strategy,large current harmonics on the grid side and poor anti-interference of grid voltage,this paper presents a weighted grid voltage hysteresis strategy with variable wing width.Furthermore,a midpoint potential correction strategy is designed and adopted to solve the problem of midpoint potential imbalance on the side of Vienna rectifier.To verify the correctness and reliability of the proposed strategy,on the basis of theoretical analysis,it sets up a complete simulation model and experimentalplatform.Simulation and experimental results show that this design can reduce grid side current distortion and achieve good effect in midpoint potential balance.%与传统的桥式电路相比，Vienna整流器由于具有同电平数下，开关应力低、体积小、低输入电流谐波，可靠性高等优良特性，在能量单向流动的高中等功率场合，特别在高压直流供电系统获得广泛应用。

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率因数为０９。．９
关键词：流器；控制，环电流；电压平衡整滞中图分类号：Ｍ４１Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：００１０２０）６００ — ２１０－０Ｘ（０８０ —０１０
Hale Waihona Puke ＲｅｅｒｈｏＥＮＮＡｃｉｅａｅｎＨｙｔｒｓｓＣｕｒｅｔＣｏｒｌｓａｃｆＶＩＲｅｔｔｒｂｓｄｏｓｅｅｉｉｒｎｎｔｏ
１引言二极管整流器在电力电子行业中得到广泛应
（．１哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东深圳５８５；．１０５２哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１００；５０１３中国空间技术研究院总体部，北京１０８）．００６
摘要：通过分析三相三开关三电平（ＩＮＡ）ＶＥＮ整流器的工作原理，提出了基于滞环电流比较的控制策略，并将母线电
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第４２卷第６期
２００８年６月
电力电子技术
ＰｗｅｌｃｒｎｃｏｒＥｅｔｏｉｓ
Ｖｏ．２．Ｎｏ６１４．
Ｊｎ２０ｕｅ，０８
ＶＥＮ整流器的滞环电流控制研究ＩＮＡ
张东升，韩波，张东来。，苏宝库
ｏｈｎｌｓｓｏｅｏｅａｉｎｐｉｃｐｅＴｅｐｏｌｍｎｔｅａａｙｉｆｔｐｒｔｒｎｉｌ．ｈｒｂｅｏＤＣ－ｎｏｔｇａａｃｓｒｓｌｅｙｉｔｏｕｉｇｔｅｂｓｖｌｈｏｆｌｋｖｌｅｂｌｎｅｉｅｏｖｄｂｎｒｄｃｎｕｏｔｉａｈ — ａｅｅｒｒｔｅｃｒｅｔｒｆｒｎｅｔｅｕａｅｔｅｏｓｔｏｅｒｆｒｎｅＦｎｌｉｌｔｎｍｏｅｎａｏａｏｙｐｏｏｇｒｔｕｎｅｅｃｒｇｌｔｆｅｔｅｅｃ．ｉａｌａｓｍｕａｉｄｌａｄａｌｂｒｔｒｒｔ－ｏｏｈｅｏｈｆｈｅｙｏｔｐｆ２ｋｓａｅａｅｅｔｂｉｈｄ，ｉｈｉｕｔａｅｅｆａｉｉｔｆｔｅｃｎｒｌｓａｅｎｅｕｄｎｃａｇｆｉｐｔｙｅｏＷｔｇｒｓａｌｅｗｈｃｌｓｔｓｔｅｓｂｌｙｏｏｔｔｔｇｕｄｒｓｄｅｈｎｅｏｎｕｓｌｒｈｉｈｏｒｙｖｌｇｎｏｄａｎｌｎｅｉｐｔｏｔｇｏｄｔｎ．ｅｔｔｌａｍｏｉｉｏｔｎｉｌｓａ％ａｈｏｒｆｃｏｏｔｅａｄｌａ，ｎｕｂａｃｎｕｌｅｃｎｉｏｓａｄｖａｉＴａｒｎｃｄｓｒｏｅｓｔｎ３ｈｏｈｔｉｓｈｄｎｔｅｐｗｅａｔｒｉ０９ｎｅｔｂｅｃｎｉｏ．ｓ．９ｕｄｒｓａｌｏｄｔｎｉＫｅｗｏｄ：ｅｔｉｒｏｔｌｌｙｔｒｓｓｃｒｎ；ｖｌｇａａｃｙｒｓｒｃｉｅ；ｃｎｒｈｓｅｉｕｅｔｏｔｅｂｎｅｆｏｅａｌ
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