虚拟磁链定向的PWM整流器矢量控制研究

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三相PWM整流器基于空间矢量的直接功率控制52_4414.

三相PWM 整流器基于空间矢量的直接功率控制张明莲[1] 杨雪峰[2]（1徐州空军学院四站系航空电气教研室江苏徐州 221002）（2中国矿业大学建筑设计研究院徐州 221006）摘要：本文介绍一种新型的三相电压型PWM 整流器基于空间矢量调制的直接功率控制(DPC-SVPWM)，给出了基于虚磁链的功率估算式，设计了功率调节器参数，对有功功率调节器和无功调节器之间的相互耦合影响关系做了分析，并做了仿真研究。

研究和分析表明，三相电压型PWM 整流器基于空间矢量调制的直接功率控制系统具有结构和算法简单、高功率因数、低谐波、开关频率固定等优点。

关键词：PWM 整流器；直接功率控制；虚磁链；空间矢量Simple Direct Power Control of Three-Phase PWM Rectifier Using Space–Vector Modulation (DPC-SVM)ZHANG Ming-lian [1] YANG Xue-feng [2]（1 The electric staff room of four stations,the air force martial eustitute of xuzhou ） Abstract ：This paper introduces a novel and simple direct power control of three-phase pulse-width -modulated (PWM) rectifiers using space-vector modulation (DPC-SVM). The active and reactive powers are used as the pulse width modu -lated (PWM) control variables instead of the three-phase line currents being used.Moreover, line voltage sensors are replaced by a virtual flux estimator. The theoretical principle of this method is discussed. The results of DPC-SVM thatillustrate DPC -SVM exhibits several features, such as a simple algorithm, good dynamic response, constant switching frequency,and particularly it provides sinusoidal line current when supply voltage is not ideal.Key words ：PWM rectifier;Direct Power control ;Virtual_flux ;Space voltage 引言与感应电机磁场定向的直接转矩控制相似，三相PWM 整流器基于电压的直接功率控制(V oltage-based Direct Power Control ，V-DPC) [1]和基于虚拟磁链定向的直接功率控制(Virtual- Flux-based Direct Power Control ，VF-DPC) [2]是通过直接对整流器输入输出功率进行控制，即通过估算功率和给定功率的偏差来实时确定开关状态的选择，以实现整流器直流侧和网侧能量的平衡。

基于虚拟磁链定向的PWM整流器控制方法研究

基于虚拟磁链定向的PWM整流器控制方法研究侯兆然【摘要】基于电网电压矢量定向（VOC），考虑PWM整流器结构与交流电机电路结构的相似性，采用类似交流电机磁链观测的方法，构造电网的虚拟磁链作为矢量控制的定向，建立通用的虚拟电网磁链定向（VFOC）的双闭环矢量控制系统。

与传统的VOC方案相比较，VFOC方案可以省去交流电网电压传感器，既可以节省空间又可以降低成本。

为了解决在观测虚拟电网磁链的过程中，初始值偏差对控制效果的影响，提出一种抗积分饱和的初始值观测处理方法，可以有效地解决初始值给虚拟电网磁链观测器带来的误差。

试验验证了采用VFOC可以实现单位功率因数PWM整流控制，且控制器具有较好的静态稳定性和动态快速性。

%Based on the grid voltage vector orientation (VOC), considering the similarity of PWM rectifier circuit structure and the structure of AC motors, this paper uses AC motors similar flux observation method, constructs virtual grid flux vector control as directed, and establishes a common virtual grid magnetic chain orientation (VFOC) of double-loop vector control system. Compared with the traditional VOC program, VFOC program can save AC grid voltage sensor, which can both save space and reduce costs. In order to solve the effect of the deviation of initial value on the control effect in the virtual grid flux observation process, it proposes an anti-windup initial value observation approach, which can effectively solve the error of the virtual grid flux observer due to initial value. Experimental verification using VFOC can achieve unity power factor PWM rectifier control, and the controller has better static stability and dynamic speediness.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】5页(P105-109)【关键词】无传感器;虚拟电网磁链;矢量控制;PWM整流器;VOC【作者】侯兆然【作者单位】许昌学院，河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TM461PWM整流技术相对于二极管静态整流具有先天的优势，可以实现单位功率因数运行，可以将电能回馈到电网中，对快速变化的负载具有快速响应能力等优点[1-2]。

PWM整流器的改进虚拟磁链定向矢量控制

ｌ引言
电压型ＰＷＭ整流器（Ｓ作为一种 “ 色电ＶＲ）绿力变换器 ” 可以实现对电网的较低高性能整流领域得到广泛应因
ｓｔｒｂｅａａｕａｌｍｐｌｕｅｌｍｉｅｅｄａｋｌｏｓｐｏｏｅｉｄｉｔｄｆｅｂｃｏｐｗａｒｐｓｄ．Ａｎｏａａｉｅａａｙｅｆｔｒｅｋｎｓｏｉ— ｔｄｃｍｐｒｔｖｎｌｓｓｏｈｅｉｄｆｖｒｔａｕｂｅｖｒａｅｎｐｒｎｅｒｔｒｎｒｉｏｐａｄｔｅｐｏｏｅｔｏｒｅｆｒｄｒｓｅ－ｕｌｆｘｏｓｒｅｓｂｓｄｏｕｅｉｔｇａｏ，ｉｅｔｌｏｎｈｒｐｓｄｍｅｈｄｗｅｅｐｒｏｍｅｅｐｃｌａｔｅｙｉｌ．ＴｈｉｍｌｔｎａｄｅｐｒｍｅａｅｕｌｆｔｅＰＭｅｔｅｏｔｏｙｔｍｒｉｅａｅｎｔｅｖｅｓｎａｉｎｘｅｉｎｔｌｒｓｔｏｈＷｏｓｒｃｉｒｃｎｒｌｓｓｅａｅｇｖｎｂｓｄｏｈｉｆｉｒｖｄＶＦＯＣ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅｐｏｏｅｔｏａｂｅｖｈｉｕｌｆｕｌｄｓｉｅｔｅｍｐｏｅｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｒｐｓｄｍｅｈｄｃｎｏｓｒｅｔｅｖｒａｘｗｅｌｅｐｔｈｔｌｉｉａｈｓｆｔｅｉｐｉｅｖｌａｅ，ａｄｃｎｏｍｓｔｅｖｌｄｔｎｅｓｂｌｔｆｔｅｐｏｏｅｍｐｏｅｎｔｌｐａｅｏｈｎｕｔｌｎｏｔｇｉｎｏｆｒｈａｉｉｙａｄｆａｉｉｙｏｈｒｐｓｄｉｒｖｄｉ

基于磁链观测电压定向的PWM整流器矢量控制研究

ｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ；ｌｕｆｘｏｂｓｅｒｖｅ，＂ｖｏｌｔａｇｅｏｒｉｅｎｔ，＂ｗｉｔｈｏｕｔｇｒｉｄｖｏｌｔａｇｅｓｅｎｓ解耦控制Ｌ２Ｊ，应用此控制策略的ＰＷＭ整流器通常需要检测三相电网电压、输入电流和直流母线电压，
ＧｕｏＬｅｉ，ＷａｎｇＤａｎ，ＤｉａｏＬｉａｎｇ
（ＤａｌｉａｎｇＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎｇ１１６０２６，Ｌｏａｎｇｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶｏｌｔａｇｅｏｒｉｅｎｔｅｄｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｉｓａｃｏｍｍｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＰＷＭｒｅｃｔｉｉＰｆＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｓ
ａｉｍｅｄａｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｉｓｓｔｒａｔｅｇｙ，ｄｅｓｉｇｎｓａｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｗｉｔｈｏｕｔｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅｓｅｎｓｏｒｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓａ

基于虚拟磁链的整流器模型预测控制策略研究

基于虚拟磁链的整流器模型预测控制策略研究摘要：针对传统的电压定向直接功率控制（V-DPC）在电网电压出现谐波等情况时，电压定位的准确性受影响的缺陷。

本文根据三相电压型整流器的数学模型，将采用虚拟磁链的直接功率控制（VF-DPC）和有限集模型预测控制（FCS-MPC）相结合，提出一种基于虚拟磁链的模型预测功率控制策略（VF-DPC-MPC）。

本系统通过虚拟磁链推算出瞬时功率，实现了无交流电压传感器的控制，然后利用有限集模型预测的方法（FCS-MPC），选取最佳的电压矢量的开关状态完成控制，从而优化系统性能。

仿真表明本系统具有高动态性能，且鲁棒性较好，网侧电流谐波较小，实现了功率的准确跟踪，具有很好的应用前景。

关键词：模型预测控制；虚拟磁链；三相整流器；直接功率控制1 引言随着人类社会的发展，各行业都需要更高质量的电能，并且由于分布式能源的推行，PWM整流器因其动态响应灵敏、能量可双向流动、功率因数可控等优点，得到了极多应用[1-3]。

通过数十年的发展，PWM整流器被人们大量的使用，对其更高性能的追求也意味着必须有更好的控制技术。

因此，研究人员通过做大量的测试，旨在找到更加高效的控制策略[4]。

一般控制方法可归类为直接电流控制与直接功率控制（DPC）。

直接电流控制利用同步旋转坐标系变换的解耦控制特性，将网侧电流解耦成有功分量和无功分量，由此来构成电流闭环控制系统[5]。

这种方法的优点是有着较小的静态误差与较快的动态响应速度，但其系统性能与电流内环控制的复杂度和相关参数的精确度关系很大[6-7]；与直接电流控制相比，直接功率控制具有高功率因数、较好的动态性能、较低的电流畸变率等特点[8]。

预测控制是一种最优化控制策略，在电力电子的领域越来越受到重视，主要有模型预测控制(MPC)、广义预测控制（GPC）、无差拍控制等。

模型预测控制是通过系统模型来预测变量的变化趋势，根据最优化准则来确定最优的控制方式。

这种预见性，比经典反馈控制系统收集现有信息再进行控制更加有效。

基于虚拟电网磁链定向控制的PWM整流器控制策略研究

基于虚拟电网磁链定向控制的PWM整流器控制策略研究作者：刘东耀，许少华，靳鞅来源：《科技视界》 2015年第30期刘东耀许少华靳鞅（焦作市明株自动化工程有限责任公司，河南焦作 454000）【摘要】电压型PWM整流器跟三相交流电机定子电路有很大的相似性，采用类似于交流电机磁链观测的方法构造出虚拟电网电压矢量作为PWM整流器矢量控制的发生矢量，可以达到降低PWM整流器成本的目的。

准确观测虚拟电网磁链成为该控制策略的关键，本文采用改进型的虚拟磁链初值计算方案，能够比较准确的对虚拟磁链初值进行估计，解决了整流器启动过程中冲击电流过大甚至无法启动的问题。

仿真和实验结果跟试验验证了观测方法的正确性。

【关键词】虚拟电网磁链；矢量控制；磁链初值；PWM整流器作者简介：刘东耀（1979—），男，河南焦作人，焦作市明株自动化工程有限责任公司，主要从事电力电子传动方面的研究开发工作。

许少华（1984—），男，河南焦作人，2007年毕业于河南理工大学电子信息工程专业，焦作市明株自动化工程有限责任公司，助理电气工程师，从事电气自动化产品的研究与开发工作。

靳鞅（1980—），男，河南焦作人，2003年毕业于郑州黄河科技学院电子工程专业，焦作市明株自动化工程有限责任公司，助理电气工程师，从事电气自动化产品的研究与开发工作。

0 引言PWM整流技术在电力系统中的应用越来越广泛，其分为电压型和电流型，目前广泛应用的是电压型PWM整流器，主要采用电压定向矢量控制方式，该方式需要检测电网电压、输入电流和直流母线电压，需要多种传感器，众多信号的采集处理使控制复杂，成本偏高。

直流母线电压传感器用于稳定直流母线电压，交流电流传感器为电流闭环提供反馈信号，进行过流保护。

电网电压传感器采集电网电压提供同步旋转坐标变换所需要的角度信号。

如果能够用电流传感器获得相应的角度信息，那么就能省去电网电压传感器，这也是虚拟磁链技术提出的出发点。

无电网电压传感器控制，如果控制得当，可以去除电网电压波动以及谐波的影响，虚拟电网磁链信号对于测量干扰有良好的抑制作用，所以基于虚拟电网磁链定向的PWM整流器矢量控制具有相当大的实用价值。

简述基于虚拟磁链的pwm整流器功率预测控制

TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化96 科学与信息化2020年2月中简述基于虚拟磁链的PWM整流器功率预测控制许明夏李贺中车大连电力牵引研发中心有限公司技术中心辽宁大连 116052摘要本文提出一种新型的三相PWM整流器控制方法，使用模型预测控制(MPC)和空间矢量调制(SVM)，是直接功率策略的一种改进。

同时采用虚拟磁链观测器，无须电压传感器的情况下可以进行电网电压定向，相比于传统的PI控制算法，模型预测控制算法更为简单，且无须参数调节，在每个开关周期选择最佳的开关状态。

在一个典型的三相PWM整流器工作的条件，包括正常电网、电网电压突变和负载突变，对该方法进行了仿真，表明系统能够实现单位功率因数运行且具有良好的抗干扰性能。

关键词 PWM整流器；虚拟磁链；模型预测控制；直接功率控制前言在工业中，整流器得到普遍应用。

其中，二极管整流器因价格低廉、结构简单的特点，得到广泛应用，同时也存在一些严重的缺陷：输入电流严重畸变，有较大功率损耗且直流侧电压波动较大[1]。

针对这些缺点，产生了高频PWM 整流器。

相比于其他整流器，具有直流侧电压波动小、交流侧电流谐波含量小，并能够控制有功和无功功率。

PWM 整流器发展至今，产生了多种控制策略，如电流控制和直接功率控制(DPC)。

相比于电流控制策略，直接功率控制可以更为直接的实现单位功率因数运行控制。

然而，传统的DPC 控制策略使用功率滞环控制，需要较高的采样频率，而且存在开关频率不固定的缺点。

本文采用一种改进的无须电网电压采样的直接功率控制策略，即基于虚拟磁链的模型预测直接功率控制。

该方法使用了固定开关频率的空间矢量调制(SVM)，在每个固定的开关周期内，可根据功率和磁链估计，计算出下个开关周期最优开关状态。

同时，搭建仿真模型进行验证。

1 PWM整流器控策略1.1 虚拟磁链观测器根据虚拟磁链估计公式，可得：（1）式中D a 、D b 、D c 为三组桥臂的导通占空比；U dc 为直流侧电容两端电压，u α、u β、i α、i β分别为交流侧电压和电流在α、β轴的分量。

虚拟磁链定向的三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

虚拟磁链定向的三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制姬小豪;陈星弢;蒋伟毅;曹阳;张恒超【摘要】本文研究了一种用于三相电压型PWM整流器的新型直接功率控制策略——基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制.该方法以虚拟磁链矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制.该方法简单,在每个开关周期对选择矢量没有限制.同时,将本文提出的方法与基于虚拟磁链定向的开关表直接功率控制在不同工况下进行了仿真和实验对比.结果验证了本文方法的有效性和可行性,为三相电压型PWM整流器提供了一种可行的控制方案.%In this paper,a novel direct power control strategy,i.e.,virtual flux based model predictive direct power con-trol(VF-MPDPC),is investigated for its use in a three-phase voltage sourced PWM rectifier. Based on the power predic-tion model and power error minimization principle,virtual flux vector is used as the base vector of control,thus the vec-tor formula for object control is obtained. The method of model predictive power control is realized with the combination of space vector pulse width modulation(SVPWM). The proposed method is simple,and there is no restriction on the se-lection of vectors during each switching period. In the meantime,a comparative study consisting of numerical simulation and experimental test was performed,which compared the proposed method with virtual flux based look-up table direct power control(VF-LUTDPC)under different operation conditions. Finally,results show the feasibility and effectiveness of the proposedmethod,which provides a viable solution for three-phase voltage sourced PWM rectifier.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)001【总页数】6页(P121-126)【关键词】虚拟磁链;电压型PWM整流器;模型预测直接功率控制;空间矢量脉冲宽度调制【作者】姬小豪;陈星弢;蒋伟毅;曹阳;张恒超【作者单位】国网江苏省电力有限公司检修分公司,苏州 215000;国网江苏省电力有限公司检修分公司,苏州 215000;国网江苏省电力有限公司检修分公司,苏州215000;国网江苏省电力有限公司检修分公司,苏州 215000;国网江苏省电力有限公司检修分公司,苏州 215000【正文语种】中文【中图分类】TM46在过去的20年中，脉宽调制PWM（pulse width modulation）整流器受到越来越多学者的重视，并在各类变流控制装置中得到广泛的应用，其主要优点表现为网侧电流低谐波、能量可双向流动、可单位功率因数运行以及恒定直流电压控制等。

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制_郭旭刚

电气传动2013年第43卷第6期ELECTRIC DRIVE2013Vol.43No.6基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制郭旭刚，童亦斌，马添翼（北京交通大学电气工程学院，北京100044）摘要：为了改善传统直接功率控制系统的性能和可靠性，采用虚拟磁链定向的方法来实现功率估算。

在Matlab／Simulink环境下，通过搭建了基于虚拟磁链的18扇区开关表仿真模型，并与传统的电压定向开关表控制进行比较。

仿真结果表明:基于虚拟磁链的控制系统具有良好的动静态特性，系统可靠性较好，能有效抑制整流器对电网的谐波干扰。

关键词：PWM整流器；直接功率控制;虚拟磁链;开关表；18扇区；瞬时功率中图分类号：TM614文献标识码：ADirect Power Control of PWM Rectifier Based on Virtual FluxGUO Xu-gang，TONG Yi-bin，MA Tian-yi（School of Electrical Engineering，Beijing Jiaotong University，Beijing100044，China)Abstract:In order to improve the performance and reliability of the direct power control system,virtual flux(VF) oriented approach to estimate the power was used.In Matlab/Simulink environment，a18-sectors switch table control system-simulation model was built based on virtual flux（VF）,with the traditional switch table is compared.Simulation results show that the DPC system based on VF has good static，dynamic performance and system reliability,which can effectively inhibit the rectifier harmonic interference on the power grid.Key words:PWM rectifier；direct power control；virtual flux；switching table；18sectors；instantaneous power1引言由于PWM整流器具有能量双向流动、恒定直流电压控制、低谐波输入电流、小容量滤波器及高功率因数的优点，故被广泛应用于单位功率因数整流、有源滤波及无功补偿、交流传动等变流控制中。

基于虚拟电网磁链定向的网侧逆变器矢量控制研究

０引言
随着世界环境的日益恶化和日常能源的日益枯竭，力发电在能源结构中占有越来越重要的风
地位。在变速恒频的风力发电系统中，网逆变并
控制策略具有电流无静差、能实现电流有功分量
和无功分量的解耦控制而得到广泛应用，但该控制方式需要检测电网电压、入电流及直流母输线电压，较多的传感器及其信号处理电路必然会
ＺＨＡＯｉｈａＭｅ— ｕ，ＲＵＡＮ，ＹＡＮＧｏｙ
（．ＬｏａｇＩｓｔｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｌｏａｇ７０３Ｃｉａ１ｕｙｎｔｕｆｉｃｎｅｈｏｙｕｙｎ１２，ｈｎ；ｎｉｅＳｅｏ４２．ＭｅｈｔｎｃｎｉｅｒｇａｄＡｔａｉｓｔｅＳａｇａＵｉｒｔ，ｈｎｈｉ００２ｔｕ，ｈｎｈｉｎｖｓｙＳａｇａ２０７，ＣｉａｒＥｎｏｏｎｉｔｅｉ
电扎与控制应用２１３（）０￣７２
控制与应用技术ｌ № ＡＥ
基于虚拟电网磁链定向的网侧逆变器矢量控制研究水
赵梅花’ 阮毅杨勇，，
（．洛阳理工学院，南洛阳４１２２上海大学机电工程与自１河７０３；动化学院，上海２０７）００２
增加系统成本，同时也带来相应的附加电路和检
器是连接发电机和电网的核心环节，目前广泛应
用的是电压型脉宽调制（ＷＭ逆变器，Ｐ）其具有输

基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制

１引言近年来。ＰＷＭ整流器具有能量双向流动、恒
定直流电压控制及单位功率因数运行等优点［１］，广泛运用于可再生能源发电。连接在网侧的三相电压型ＰＷＭ整流器常应用于输电与配电网络。例如静止无功补偿器和高压直流输电【。所以在三相电压型ＰＷＭ整流器的应用之中可靠而有效的控制策略是必不可少的。
第５０卷第４期２Ｏ１６年４月
电力电子技术
ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．４
Ａｐｒ．２０１６
基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制
Байду номын сангаас
黄守道，黄自翔，黄科元，姬小豪（湖南大学，电气与信息工程学院，湖南长沙４１００８２）
ｔｉｖｅｄｉｒｅｃｔｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＰＤＰＣ）ｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｖｉｒｔｕａｌｆｌｕｘ（ＶＦ）．Ｗｈｅｎｔｈｅｄｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔａｉｎｓｈａｒｍｏｎｉｃｉｎｔｅｒ－
ｆｅｒｅｎｅｅ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ＵＳｅＳＶＦｏｒｉｅｎｔｅｄ，ｃａｎｐｒｅｖｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｏｌｔａｇｅ·ｔｙｐｅＰＷＭｒｅｃｔｉｆｉｅｒｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．
过利用功率误差最小和空间矢量脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）实现预测功率控制。针对实际离散系统中存在的数据延

基于虚拟电网磁链定向的网侧逆变器矢量控制研究

0 引言
随着世界环境的日益恶化和日常能源的日益枯竭 ,风力发电在能源结构中占有越来越重要的地位。在变速恒频的风力发电系统中 , 并网逆变器是连接发电机和电网的核心环节 , 目前广泛应用的是电压型脉宽调制 ( PWM ) 逆变器 ,其具有输出电流正弦度好、谐波含量少、功率因数可调、能量双向流动、直流母线电压可控及对电网较低的污染等一系列优点 , 被称为绿色环保电力电子装置 ,在新能源并网发电中扮演着很重要的角色。电压型 PWM 逆变器 , 主要采用电压定向矢量控制方式 ,基于坐标变换理论的电压定向矢量
[6 ]
而得到 θ的正、余弦值 , 以此进行坐标变换 , 获得虚拟磁链定向的同步旋转坐标系统 , 实现相应的矢量控制。
4 试验研究
为了验证本文提出的控制策略的可行性和并网逆变器的实际性能 , 搭建了基于英飞凌公司数字信号处理器 (DSP ) 芯片 ( XC167C I) 无网侧电压传感器控制的网侧逆变器试验系统平台。试验参数如下 : 直流母线电压 VDC = 537 V , 电网相电压有效值 E = 173 V , 交流侧滤波电感 L = 20 mH ,电网基波角频率 f = 50 Hz, PWM 开关周期 T = 100 μ s。利用示波器观测试验波形。当对称的交流三相电网电压合成电压矢量时 ,某相电压幅值达到正向最大值时 ,合成电压矢量 U s 在空间上与这一相电压重合。从图 4 可以看出 : 当 A 相相电压达到正向最大值时 , 电网电压合成矢量角 θ = 0 ° ,即 U s 与 A 相电压在空间上
L、 R 分别为电感和电阻。并网逆变器的电网电压
式中 : e e i、 i — — — 分别为三相电网电压和逆变 α、 β, α β β轴分量 ; 侧输出电流的 α 、 β轴 u u — — 分别为逆变器输出电压的 α 、 α、 β— 分量。根据直流母线电压和并网逆变器的开关状态

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制郭旭刚;童亦斌;马添翼【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2013(43)6【摘要】为了改善传统直接功率控制系统的性能和可靠性,采用虚拟磁链定向的方法来实现功率估算.在Matlab/Simulink环境下,通过搭建了基于虚拟磁链的18扇区开关表仿真模型,并与传统的电压定向开关表控制进行比较.仿真结果表明:基于虚拟磁链的控制系统具有良好的动静态特性,系统可靠性较好,能有效抑制整流器对电网的谐波干扰.%In order to improve the performance and reliability of the direct power control system,virtual flux(VF)oriented approach to estimate the power was used.In Maflab/Simulink environment,a 18-sectors switch table control system-simulation model was built based on virtual flux (VF),with the traditional switch table is compared.Simulation results show that the DPC system based on VF has good static,dynamic performance and system reliability,which can effectively inhibit the rectifier harmonic interference on the power grid.【总页数】6页(P38-43)【作者】郭旭刚;童亦斌;马添翼【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TM614【相关文献】1.PWM 整流器基于虚拟磁链的新型直接功率协调控制研究 [J], 朱鹏程;黄文新2.基于虚拟磁链的PWM整流器模型预测直接功率控制 [J], 罗德荣;周小艳;姬小豪;荣飞;何仁浩3.基于虚拟磁链的PWM整流器的直接功率控制 [J], 赵葵银;杨青;唐勇奇4.基于虚拟磁链定向的PWM整流器直接功率控制研究 [J], 王洪谦;刘守全5.基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略 [J], 赵焕;王红梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于虚拟磁链的三电平PWM整流器定频DPC

基于虚拟磁链的三电平PWM整流器定频DPC
张豪;丁冠舒
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2013(047)002
【摘要】将基于新颖的虚拟电网磁链定向的定频直接功率控制(DPC)策略应用于三电平PWM整流器,不仅可以固定开关频率,简化滤波器设计,而且通过构造出来的虚拟电网磁链作为定向矢量,可以很好地抑制谐波和干扰,实现对PWM整流器的高动态性能控制.重点对传统虚拟电网磁链中存在的两方面不足,即虚拟电网磁链估算中存在的积分初值问题和初始角观测问题,分别提出了改进措施.最后通过仿真和实验验证了观测方法的正确性和控制策略的有效性.
【总页数】4页(P82-85)
【作者】张豪;丁冠舒
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏徐州 221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏徐州 221008
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.基于新颖磁链观测的三电平PWM整流器的直提功率控制策略研究 [J], 徐俊杰;葛云涛
2.三相电压型PWM整流器定频虚拟磁链直接功率控制 [J], 翟利利;卜文绍;王少杰
3.基于虚拟磁链的三电平整流器MPDPC研究 [J], 吴轩钦;王从刚;王凯;刘海宁
4.基于虚拟电网磁链定向的三电平PWM整流器矢量控制研究 [J], 郭文立;郑旺;王峰;朱威
5.基于模型预测的简化定频PWM三电平整流器控制策略 [J], 李飞;刘战;赵强;王贵峰;李春杰;夏正龙
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基于神经网络的PWM整流器矢量控制研究

基于神经网络的PWM整流器矢量控制研究邓洁;刘振兴【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(035)002【摘要】The general mathematical model of the voltage-type PWM rectifier was established, and the mathematical model of the rectifier under the two-phase rotating dq coordinate system was also established by using coordinate transformation technology. Dual closed loop control system of SVPWM rectifier was used. In light of the difficulties of tuning PI controller parameters, a PI controller based on BP neural network was designed by using the self-learning function of neural .network for self-tuning of PI controller parameters. Finally, the power systems provided by MATLAB toolbox was used to construct the simulation model of PWM rectifier control hysteresis system and vector control system. The simulation results show that the overshoot of BP neural network-based vector control system is suppressed and the system robustness enhanced.%建立电压型PWM整流器的一般数学模型,运用坐标变换技术得到其在两相旋转dq 坐标系下的数学模型,并采用SVPWM整流器的双闭环控制系统.针对PI控制器参数整定困难的问题,利用神经网络的自学习功能,设计一种基于BP神经网络的PI控制器,实现PI控制器的参数自整定.最后利用MATLAB提供的电力系统工具箱构建PWM整流器的滞环控制系统和矢量控制系统的仿真模型进行仿真实验对比.仿真结果表明,基于BP神经网络的矢量控制系统超调量被抑制,系统鲁棒性增强.【总页数】5页(P156-160)【作者】邓洁;刘振兴【作者单位】武汉科技大学信息科学与工程学院,湖北武汉,430081;武汉科技大学信息科学与工程学院,湖北武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】TM461【相关文献】1.基于SVPWM的Vienna整流器矢量控制策略的研究 [J], 张豪;侯圣语2.基于磁链观测电压定向的PWM整流器矢量控制研究 [J], 郭磊;王丹;刁亮3.基于电压定向矢量控制的三相PWM整流器研究 [J], 薛应枫;何礼高4.基于虚拟电网磁链定向的三电平PWM整流器矢量控制研究 [J], 郭文立;郑旺;王峰;朱威5.基于SVPWM的Vienna整流器矢量控制研究 [J], 王久海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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ｄｉｑＬ＝ｕ－ＲｉＬｉ ω ｄｑ－烅ｄｔｑ
ｄｉｄＬ＝ｕＲｉＬｉ ω ｄ－ｄ＋ｑｔ烆ｄ可以看出，式（为一组线性微分方程，这样３）有利于控制器的设计。将直流输出电压平方作为
１，２］。电压外环的输出值［
２ＶＦＯＣ控制策略
］文献［详细给出了虚拟磁链的定义，即将三３相ＰＷＭ整流器交流侧看成一台由逆变器供电、同步转速恒速运行的定子电阻和漏感分别为Ｒ
图２ＶＳＲ的虚拟磁链定向双闭环矢量控制原理图Ｆｉ．２Ｖｉｒｔｕａｌｆｌｕｘ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｇｐｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｄｉａｒａｍｏｆＶＳＲｇ
）河南省重大攻关项目（０８２１０２２４０００８基金项目：，：郑征（女，博士，教授，１９６５－）Ｅｍａｉｌｚｈｅｎｚｈ＠ｌｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ作者简介：ｇｐ图１ＰＷＭ整流器电路结构Ｆｉ．１ＣｉｒｃｕｉｔｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆＰＷＭｒｅｃｔｉｆｉｅｒｇ
ｄｉｄＬ＝ｕＲｉＬｉｖｓ ω ｄ－ｄ＋ｄ－ｄｃｄｔ烆ｄ式中：ｓｓｅｅｄ，ｄ，ｑ，ｑ分别为同步旋转坐标系下的开关函数和网侧电压； ω 为角频率。）从式（可以看出，三相Ｖ１ＳＲ开关函数模型表达式两个变量ｉ具有ｉｄ与ｓｄ，ｑ与ｓｑ之间相互变化，典型的非线性特性。在实际应用中可以忽略回路电阻损耗及开关（电感损耗功率等，如果需要考虑损耗，可通过减，小直流侧负载Ｒｄ进行等效）由整流器运行前后功率平衡有
在两相同步旋转坐标系ｄ－ｑ中的数学模型为
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郑征，等：虚拟磁链定向的ＰＷＭ整流器矢量控制研究
电气传动２０１１年第４１烄Ｃ＝（ｉｓ＋ｉｓ－ｄｄ）ｄｔ２ｑｑＲｄｄｉｑＬ＝ｅ－ＲｉＬｉｖｓ ω ｄ－ｄｃｑ－ｑ烅ｄｔｑ（）１和Ｌ的交流电机。在三相交流电机的矢量控制常以磁链作为矢量控制的定向矢量。中，忽略进线电抗器和线路的电阻，ＰＷＭ整流器在α－ β 坐标系下的电压方程为ｄｉ α 烄ｅＬ＋ｕ α＝ α ｄｔ（）４烅ｄｉ β ｅＬ＋ｕ β＝ｄｔ β 烆２［１（］烄ｕｕｓｓｄｃｓａ－ｂ＋ｃ） α＝３２）（５烅３（槡ｕｕｓｄｃｓｂ－ｃ） β＝３烆）两边求积分，由于磁链的变化率相当４对式（于电压，即 Ψ＝ｅ则有ｄｔ，
Ｂｅｉｉｎ０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｊｇ１ｆｇｇｇｙ，ＨｅｎａｎＰｏｌｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔＪｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）ｙｙ，
ＲｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＶｉｒｔｕａｌＦｌｕｘＯｒｉｅｎｔｅｄＶｅｃｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌｏｆＰＷＭＲｅｃｔｉｆｉｅｒ
１２２ＺＨＥＮＧＺｈｅｎＪＩＮＧＸｉａｏ－ｐｉｎｇ，ｇ，
（１．ＳｃｈｏｏｌｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＭｉｎｉｎｆｆｇｙｆｇ
电压定向矢量控制（因使用多个传感器而ＶＯＣ）存在成本增加，电路结构复杂，误差大等问题。虚拟电网磁链定向的矢量控制（不仅省去了ＶＦＯＣ）电网电压传感器，准确的虚拟磁链估计还对测量的干扰信号有良好的抑制作用。本文在给出三相ＰＷＭ整流器改进ｄ－ｑ模型的基础上，建立了虚拟磁链定向的双闭环矢量控制系统，准确观测虚拟电网磁链是ＰＷＭ整流器良好运行的关键，虚拟磁链的估计方法在下文中研究。
２２
１２）（ｄＣｖｄｃ２ｖ２ｄｃｖｉ＋ｐｄｃ＝ｄｃｄｃ＝ｄｔＲｄ两式相等，整理得到ｄｖ２ｖ３＝（ｅｉｅｉ－ｄｄ＋ｑｑ）ｄｔＣＲｄＣ２令ｕ＝代入上式有ｖｄｃ，２ｄｕ３（ｕ＝ｅｉｅｉ－ｄｄ＋ｑｑ）ｄｔＣＣＲｄ２，（）用ｕ代替ｖｄｃ后式２将成为线性方程。另外为得到线性描述，令
２ｄｃ２ｄｃ
∫ ∫
ｕｅｖｓｄｃｑ＝ｑ－ｑｕｅｖｓｄ＝ｄ－ｄｃｄ
）则式（成为１烄Ｃｄｕ（２ｕ＝３ｅｉｅｉ－ｄｄ＋ｑｑ）ｄｔＲｄ（）３
链α，进一步求出θ 正余弦分量值 β 分量的估计，来进行坐标变换。ｄ轴虚拟磁链定向的矢量控制框图如图２所示。
电气传动２０１１年第４１卷第１期
ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥ２０１１Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．１

虚拟磁链定向的ＰＷＭ整流器矢量控制研究
２，郑征１，景小萍２
（北京１１．中国矿业大学机电与信息工程学院，０００８３；）河南焦作４２．河南理工大学电气工程与自动化学院，５４０００
提出了三相电压型ＰＷＭ整流器的改进ｄ－引入虚拟磁链定义，建立通用的ｄ轴虚拟电网摘要：ｑ模型，磁链定向的双闭环矢量控制（系统，与传统的电压定向矢量控制相比较，省去了电网电压传感器，减少ＶＦＯＣ）了系统成本。提出能够准确观测虚拟磁链的低通滤波器补偿法，有效抑制电压电流波干扰。仿真结果和实验结果验证了这种方法的可行性和有效性。关键词：虚拟磁链；改进ｄ－矢量控制ＰＷＭ整流器；ｑ模型；中图分类号：ＴＭ４６１文献标识码：Ａ
∫
ｐｐａｃ＝ｄｃｐａｃ＝
３（ｅｉｅｉｄｄ＋ｑｑ）２
烄ｄｔ＋Ｌｉ Ψα ＝ｕ α α （）６烅ｄｔ＋Ｌｉ Ψβ＝ｕ β β 烆式中：分别为整流器交流侧输出三相电压的ｕｕ α， β ，分量；ｓｓｓｅｅｉａ，ｂ，ｃ为三相桥臂的开关函数； α， α， βｉ β 分别为三相电网电压和电流的分量； Ψα ， Ψβ 分别为虚拟电网磁链的α， β 分量。由虚拟磁链定向的矢量图得到（）２／槡ｓｉｎ θ＝Ψβ Ψα ＋Ψβ 烄（）７烅２２／ｃｏｓ＝＋ Ψα Ψβ 烆 θ Ψα 槡即对于空间位置角θ 的估计可以转化为对虚拟磁
：，ｒｏｏｓｅｄＡｂｓｔｒａｃｔＡｍｏｄｉｆｉｅｄｄ－ｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｅｓｏｕｒｃｅＰＷＭｒｅｃｔｉｆｉｅｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｐｐｇｑｒｉｄ－ｆｌｕｘ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｆｌｕｘａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｄ－ａｘｉｓｖｉｒｔｕａｌｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｖｅｃｔｏｒｔｈｅｇｐ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｗｈｉｃｈｃａｎｓａｖｅｔｈｅｒｉｄｖｏｌｔａｅｓｅｎｓｏｒａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｓｓｔｅｍｃｏｓｔｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｖｏｌｔ－ｇｙｇｇｙｐａｅｏｒｉｅｎｔｅｄｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｌｏｗ－ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｏｂｓｅｒｖｅｇｐｐｙｖｉｒｔｕａｌｆｌｕｘａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｖｏｌｔａｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗａｖｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｅｒｉ－ｙｇｐｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．ｙｙ：；；；ＫｅｗｏｒｄｓＰＷＭｒｅｃｔｉｆｉｅｒｖｉｒｔｕａｌ－ｆｌｕｘｍｏｄｉｆｉｅｄｄ－ｍｏｄｅｌｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｑｙ