三相电压型PWM整流器及控制
三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的..._图文(精)
whichconditionalrectifier,diode-bridgerectifierlargelyusedtoorphase.controlledrectifier,areprovidedosourcefortheinverters,CaUSetheseriousharmonicproblemofpowerquality,lowpowerfactor,andtoinputside,evenifresistanceloads,inputCan’tfeedbackpowercurrentisn’tsinusoidalwaveformandthepowerfactorisn’tup
ResearchonThree-・phaseVoltagePWMRectifierandThe
ControlStrategies
ABSTRACT
Withtheseriousproblemofharmonicspollutiontothepowersystem,aswell勰theneedofhighperformanceofACdriveapplication,three-phaserectifiershavebeen弱activeresearchtopicinpowerelectronicsPWMtorecently.duethevirtues,suchassinusoidalinputcurrents,unitypowerfactor,steadyoutputvoltage,gooddynamicsandbin-directionalenergyflow.
接着,论文结合瞬时无功功率理论和交流电机理论中矢量控制,提出了PWM整流器的电压空间矢量控制,详细的分析其具体实现,并进行了基于Matlab中的Simulink的仿真研究,仿真结果验证了该控制方法的可行性。文章的最后对滞环电流和电压空间矢量这两种控制方法进行了对比比
【全面版】三相电压型 PWM 整流器原理及控制方法PPT文档
三相电压型 PWM 整流器系统结构图 复位电路采用按键手动复位。
两相电流 传感器
电源 模块
开关器件驱动
直流电压,电流
空基 圆间本,矢 原从量理 而P就 形W是 成M把S(VS三PV相WPWMPWM波)M。控整制流策器略输是入根端据电整压流在器复空平间面电上压转矢换量为切空换间来电控压制矢整与量流保,器护通电的S过V路一P不种W同新M的波的开形控关制状策态略组传。合感构器成8个空间矢量去逼近电压
三相电压型PWM整流
器的拓扑结构如右图所示,
其中在所示的电路中三相电
感L起滤波作用,因此交流 ua ia R
侧电流可近似认为是三相正 弦电流,C为直流侧电容,
ub ib N uc ic
R R
起稳压滤波的作用,当系统
稳定时,可保持直流母线电
压基本不变,故可看作是直
流电压源。R为线路与开关
管的等效电阻,RL为负载。
pW,pV,pU V51+ 的 MPI 接 F F u u 0 0 71C 1 1 0 C1 K 0 01R2 3 C Fu1.0 5 CFu1.0 2 T U O V 5 D 1 N 8 7G 3 N I V F 2 u C 1 1 V51+ F 76 85 u 0 1 3 C3 955PLT 43 21 CCV EGDIRB 0 4 7 R2 7 0 4 7A9U 21 1 J 2NOC MWP
- 直流侧电压
开关管交
流入侧电的压输由此可以看出, PWM整流器的交流回 路的组成有电网电源, 开关管交流侧输入电 压,交流侧电感。
空间矢量PWM(SVPWM)控制策略是根 据整流器空间电压矢量切换来控制整流器的 一种新的控制策略。基本原理就是把三相 PWM整流器输入端电压在复平面上转换为空 间电压矢量,通过不同的开关状态组合构成8 个空间矢量去逼近电压圆,从而形成 SVPWM波。
三相电压型PWM整流器混合控制研究
的方 法 。采 用 空 间 矢量 脉宽 调 制 方 法 生 成 整 流 器 的 开关 信 号 。仿 真 结 果 表 明 : 系统 不 仅 具 有 良好 的 动态 和稳
态 性 能 , 且 对 负 载 及 系 统 参 数 扰动 具 有 很 强 的鲁 棒 性 而 关 键 词 : 流 器 ; 模 控 制 ; 近律 ; 整 滑 趋 前馈 控 制 ; 间 矢 量 脉宽 调 制 空 中图 分 类 号 : M4 1 T 6 文献标识码 : A
电气 传 动 2 1 0 0年 第 4 O卷 第 9期
EL ECTRI C DRI 2 l Vo. 0 No 9 VE OO 14 .
三相 电压 型 P M 整 流器 混 合 控 制研 究 W
刘子 建 , 吴敏 , 陈鑫 , 桂武 鸣 , 琪 雷 ( 中南 大学 信 息科 学与工程 学院 , 南 长 沙 4 0 0 ) 湖 1 0 4
摘要 : 针对 三相 电压 型 P WM 整 流器 的非 线 性 特 点 , 出 了一 种 混 合 控 制 方 案 。 电 流 内环 采 用 滑 模 控 制 , 提
根据 指 数 趋 近 律 算 法 设 计 两个 滑 模 电流 控 制 器 。电 压外 环 采 用 负 载 电 流 前 馈 补 偿 和输 Байду номын сангаас 直 流 电 压 反 馈 控 制
1 引 言
与传 统 的 二极 管 整 流 器 和 晶 闸管 整 流器 相
比 , 相 电压 型 P M 整 流器 ( WM 整 流 器 ) 三 W P 具
本文 综合 利用 滑 模 控制 和前 馈控 制 的优点 , 设计 了一 种 P WM 整 流器混 合控 制方案 。仿真结 果验证 了所 提控 制策 略的有效 性 和优越性 。
三相电压型PWM整流器的滑模变结构控制
rt ihm o f r SVPW M n t e h s o r f c o o r c i n i hr e p a e p we a t r c r e to
( 上接第 4 9页) 智能数据采集 终端的软件设 计流程 图如 图 3所示 ,
的高 频 电容 , 以减 少对 电源 的影响 。
( ) 数字地和模拟地就近接大面积地 , 3 以保持地 的
低 阻特性 。 () 单 片机与 AT 0 2 4 T7 2 B的 S I P 通讯连线尽可能
这里重点介绍一下 G TM 9 0的初 始 化 。 0
短, 同时 串上一个 1 0欧姆 的电阻, 消除信号的高频干扰 。
( ) 在 晶振的信号线附近大面积铺地 , 5 禁止其他信
号 线从 中穿过 。 2. 件 抗 干 扰设 计 软
G TM9 0的初始化包括 AP 接入点名称) 0 N( 的配置、 数据模 式的选择 、TC / P功能的进入以及 TC P I P链接的 打开等操作 。AP N的配置主要有 C MWAP和 C MNE T两
[】姜向龙等. 4 三相 P WM 整流 /逆变 系统的李亚普罗夫控 N[】华 中科技大学学报( J. 自然科学版)2 0 ,45 :2 9 . ,06 3 ()9 - 5 [】 王栓庆 , 5 王久和 , 王立 明. 具有快速跟踪能力 的电压型 P wM整流器直接功率控制[ . J 电气传动,0 73 ()2 - 0 ] 2 0 ,75 :7 3 . 【]李培芳 , 6 孙士乾 . 三相电路瞬时电流 , 功率的分解与P r ak 空间分析【]浙江大学学报 ,0 13 ()1 -1 . J. 2 0 , 51:4 6
三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究
三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展,三相电压型PWM(脉冲宽度调制)整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置,在电力系统中得到了广泛应用。
其不仅能够实现AC(交流)到DC(直流)的高效转换,还具有功率因数高、谐波污染小等优点,对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究,对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。
三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。
目前,常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。
这些控制策略各有优缺点,适用于不同的应用场景。
需要根据实际应用需求,选择合适的控制策略,并进行相应的优化和改进。
在实际应用中,三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。
在这些领域中,整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究,不仅有助于推动电力电子技术的发展,还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。
本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。
介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例,探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。
通过本文的研究,旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重,可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。
作为清洁、可再生的能源形式,电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。
传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题,严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。
研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。
三相电压源型 PWM 整流器控制
三相电压源型 PWM 整流器控制
电气工程术语
01 背景
目录
02
电压源型整流器的双 环控制方式
03
电压源型整流器的控 制方法
04
电压源型整流器控制 方法的实际应用
05
PWM整流器控制技术 的发展趋势
06 结语
控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。根据并交流信号不同,电压源型整流器又可分为电 压控制和电流控制。由于电流控制的方法简单、直接,且具有限流和短路保护作用,因此使用比较广泛。电压源 型整流器的电流控制方案一般采用以直流电压为外环、交流电流为内环的双环控制结构。根据电流内环是否引入 交流电流反馈,可分为直接、间接两种电流控制,由于直接电流控制响应速度快,鲁棒性好,占主导地位。
由于智能控制不需要建立PWM整流器的数学模型,因而也被引入到整流器控制中,但智能控制还很不成熟, 基本还停留在仿真阶段。
虽然现代的非线性和智能两类控制都还不成熟,但随着它们控制技术的进一步发展和逐步成熟,无疑它们具 有良好的应用前景。
PWM整流器控制技术的发展趋势
自20世纪80年代开始PWM整流器研究以来,PWM整流器控制虽已取得了很多成果,但仍不完善。它的发展趋势 大致可归结为以下几个方面 。
结语
三相电压型PWM整流器的解耦与控制研究
t e s h meo h o t o lra eg v n a d a l o cu i n r u p r e y smu a i n Th e u t r a o a h c e ft e c n r l r i e n l c n l s s a es p o t d b i l t . e o o e r s lsa e fv r —
电 气传 动 2 1 0 1年 第 4 1卷 第 4期
ELE CTRI C DRI 2 1 Vo. l No 4 VE 01 I4 .
三 相 电压 型 P M 整 流 器 的 W 解 耦 与 控 制 研 究
秦 静 , 世 光 , 正 友 李 蒋
PWM整流器及其控制策略的研究
PWM整流器及其控制策略的研究一、概述PWM整流器是现代电力电子系统中不可或缺的一部分,它是一种能够将交流电转换为直流电的电力电子装置。
其主要作用是将交流电源中的电能转换为直流电源,以供电力电子系统中的各种负载使用。
PWM整流器的基本原理是利用开关管的开关控制,将交流电源中的电能转换为直流电源。
在PWM整流器中,开关管的开关频率非常高,一般在几千赫兹到几十千赫兹之间,这样可以有效地减小开关管的损耗,提高整流器的效率。
同时,PWM整流器还可以通过控制开关管的占空比来调节输出电压和电流,从而实现对负载的精确控制。
在PWM整流器的控制策略中,最常用的是基于电流控制的方法。
这种方法主要是通过对电流进行反馈控制,来实现对整流器输出电压和电流的精确控制。
在实际应用中,电流控制方法可以分为两种,一种是基于平均电流控制的方法,另一种是基于瞬时电流控制的方法。
还有其他控制策略,如基于电压控制的方法、基于功率控制的方法等。
这些方法各有优缺点,需要根据具体的应用场景来选择合适的控制策略。
随着电力电子技术的发展,PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
其具有高效率、低谐波、快速响应等优点,但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
对PWM整流器及其控制策略进行研究具有重要意义。
1. PWM整流器概述PWM(脉冲宽度调制)整流器是一种先进的电力电子装置,其主要功能是将交流(AC)电源转换为直流(DC)电源。
与传统的线性整流器相比,PWM整流器具有更高的效率和更好的动态性能。
这种整流器利用PWM技术,通过快速开关电力电子开关(如IGBT或MOSFET)来控制电流的波形,从而实现对输入电流的有效控制。
PWM整流器主要由三相桥式电路、滤波器和控制电路组成。
三相桥式电路负责将AC电源转换为DC电源,滤波器则用于滤除输出电压中的高频谐波,而控制电路则负责根据输入电压和负载条件调整PWM 信号的占空比,从而实现对输出电压和电流的精确控制。
三相电压型PWM整流器控制技术综述
三相电压型PWM整流器控制技术综述一、本文概述随着电力电子技术的不断发展,三相电压型PWM整流器作为一种高效、节能的电能转换装置,在电力系统中得到了广泛应用。
该类整流器采用脉宽调制(PWM)技术,通过控制开关管的通断,实现对输入电流波形的精确控制,从而满足电网对谐波抑制、功率因数校正等要求。
本文旨在对三相电压型PWM整流器控制技术进行综述,分析其基本原理、研究现状和发展趋势,为相关领域的研究和实践提供参考。
本文首先介绍了三相电压型PWM整流器的基本结构和工作原理,包括其主电路拓扑、PWM控制技术以及电流控制策略等。
在此基础上,综述了当前国内外在三相电压型PWM整流器控制技术研究方面的主要成果和进展,包括调制策略优化、电流控制算法改进、系统稳定性分析等方面。
本文还对三相电压型PWM整流器在实际应用中所面临的问题和挑战进行了分析和讨论,如电网电压波动、负载变化等因素对整流器性能的影响。
本文展望了三相电压型PWM整流器控制技术的发展趋势,提出了未来研究的方向和重点,包括高效率、高可靠性、智能化控制等方面。
通过对三相电压型PWM整流器控制技术的综述和分析,本文旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、三相电压型整流器的基本原理三相电压型PWM整流器是一种高效、可控的电力电子设备,它采用脉宽调制(PWM)技术,实现对交流电源的高效整流,将交流电转换为直流电。
整流器主要由三相桥式电路、PWM控制器、滤波电路等部分组成。
三相桥式电路是整流器的核心部分,由六个开关管(通常是IGBT 或MOSFET)组成,每两个开关管连接在一起形成一个桥臂,共三个桥臂。
通过控制开关管的通断,可以实现将三相交流电源整流为直流电源。
PWM控制器是整流器的控制核心,它根据输入电压、电流等信号,生成相应的PWM控制信号,控制开关管的通断时间和顺序,从而实现对输出电压、电流等参数的精确控制。
PWM控制器通常采用数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)等实现,具有高精度、快速响应等特点。
三相电压型PWM整流器直接功率控制策略研究
JNG — u , U n - h ng HOU , 1 Lix e S Ho g s e , Li DU n ma , Ro g— o YUAN a Ch o
三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的研究的开题报告
三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力电子技术的发展,三相电压型PWM整流器(VSR)在工业应用中得到越来越广泛的应用。
VSR作为一种高性能的电源电路,具有高效、可靠、节能等优点。
在现代工业中,高效节能是减少能源消耗和提高生产效率的重要手段。
而VSR在工业应用中,可以使电机有效运行,减少能量浪费,降低系统的运营成本。
目前,VSR的研究主要集中在拓扑结构和控制策略方面。
其中控制策略是VSR最关键的研究领域之一,因为它直接影响着整流器的工作效率和稳定性。
针对不同的应用场合和电源负载特性,不同的控制策略可达到不同的目标。
因此,进一步研究VSR的控制策略,具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和方法本文将研究三相电压型PWM整流器(VSR)的控制策略,并尝试实现一种新的控制策略,以提高整流器的效率和稳定性。
具体研究内容如下:1.综述VSR的工作原理及常用的控制策略,包括传统的Pulse Width Modulation (PWM)和Space Vector Modulation(SVM)等。
2.对比分析不同的控制策略在效率和稳定性等方面的差异,并探索一种新的控制策略,将其应用到VSR中,以期达到提高效率和稳定性的目的。
3.通过Matlab/Simulink或PSIM等软件建立VSR的数学模型,并仿真验证新的控制策略的有效性和优势。
三、预期成果和创新点本文预期通过对VSR控制策略的研究,得出一种新的控制策略,以提高整流器的效率和稳定性。
具体成果如下:1.对不同的控制策略进行分析比较,得出各自的优缺点。
2.开发一种新的控制策略,并通过仿真验证其有效性和优点。
3.提出控制策略改进的思路和方法,为后续的研究提供思路和方法。
本文的创新点在于,针对传统的控制策略,在保证稳定性的同时,寻求新的优化方案,以提高整流器的效率和可靠性。
四、论文结构本文将按以下结构撰写:第一章绪论第二章 VSR的基本原理第三章 VSR的常用控制策略第四章 VSR控制策略的分析比较第五章基于新控制策略的VSR仿真验证第六章结论与展望参考文献备注:以上仅为开题报告的示范,具体的内容和结构请根据实际情况进行调整。
三相PWM整流器及其控制策略的现状及展望
1
引言
对于大多 数交 直 交电压型变 频器, 其交流
2
三相 PWM 整流器的控制策略
三相电压型 PWM 整流器拓扑结构如图 1 所
输入侧常采用由二极管组成的不控桥式整流器。 由于二极管的单向导通性 , 整流器的能量只能单 向流动, 即能量无法回馈电网 ; 由于二极管的非线 性, 使得网侧电流波形畸变 , 电网功率因数很低。 为此 , 新型高功率因数的 PWM 整流器在国内外 引起了广泛的关注。该类整流采用 P WM 技术对 整流桥中的自关断器件进行控制, 使得交流输入 侧电流接近正弦波 , 其相位与电源相电压的相位 相同 , 输入电流中只含有与开关频率相关的高次 谐波 , 这些高次谐波容易滤除 , 这样, 就使得输入 侧的功率因数为 1, 从而可以有效解决对电网的 污染问题 , 并且可实现能量的双向流动。本文将 介绍三相电压型 PWM 整流器主电路的拓扑结构 和控制 策略 , 并进 行 对 比 分 析, 在 此 基 础上 对 PWM 整流器及其控制策略进行展望。
三相 PW M 整流器及其控制策略的现状及展望
电气传动
2006 年
第 36 卷
第 5期
三相 PWM 整流器及其控制策略的 现状及展望
罗悦华 伍小杰 王晶鑫 中国矿业大学
摘要 : 三相电压型 P WM 整流器具有输入电流正弦性好、 可获得单 位功率因数、 能量可实现双向流动 等特 性 , 消除了传统意义上的整流电路中存在谐波含 量大、 功率 因数低和 能量不能回 馈等问题。目 前其已被广 泛 用于 改造电网污染和提高电能利用率。首先介绍了三相电压型 P WM 整流器的拓扑结构 , 在此基础上对 其控 制技术做详细论述 , 重点介绍了 4 种控制策略 : 电压定向控制、 虚拟 磁链定向控 制、 基 于电压的直 接功率控 制 和基于虚拟磁链的直接功率控制 , 最后对 PW M 整流器及其控制技术进行展望。 关键词 : 三相 PWM 整流器 控制策略 矢量控制 直接功率控制
三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文 精品
华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis(2009 —2013 年)题目:三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院:电气与信息工程分院专业:电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动,需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。
直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置,这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。
本文从实际出发,首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史,电路的拓扑结构,以及电路的控制策略。
深入的研究了PWM整流器的数学模型,得到了一些有用的结论,重点研究了PWM整流器的控制策略,即SVPWM调制策略,设计了相应的控制器。
在MATLAB中搭建了仿真模型,仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的,能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压,在负载突变后,也能很好的调节的直流电压保持不变,并且电网电流与电压同相,实现了单位功率因数运行。
关键字:PWM整流;SVPWM调制;仿真;单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来,随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视,随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施,必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。
三相高功率因数电压型pwm整流器控制策略
三相高功率因数电压型pwm整流器控制策略三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略是一种用于能源转换和传递的电路控制方法。
它可以有效地将变换器的效率和能量转移效率提升到新的高度。
接下来,将分步骤阐述三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略的工作原理和控制方法。
1. 工作原理三相高功率因数电压型PWM整流器是一种基于电力电子技术的高效节能电路,它的工作原理是将三相交流电压转换为直流电压,并对输出直流电压进行控制。
控制方法是通过定时器电路,将一系列脉冲信号传送到功率开关,从而控制输出电压的大小和形状。
2. 开关控制在三相高功率因数电压型PWM整流器中,电源电压需要经过变压器降压后再输入到电路中。
整流器中使用的开关器件为MOSFET管,它具有低导通电阻和高开关速度等特点。
控制方法是利用开关器件上的脉冲信号来实现控制。
开关控制是通过PWM控制的输出波形来控制MOSFET管的导通时间和导通电流。
3. 稳压控制在三相高功率因数电压型PWM整流器中,稳压控制是不可或缺的环节。
在正常情况下,整流器会根据电路反馈的电压信号,对电路中的功率开关进行控制,从而实现输出电压的稳定。
稳压控制还需要根据负载的需求来调节输出电压。
4. 周期控制在整流器控制过程中,周期控制是控制输出波形频率的重要因素。
控制周期是为了保证整流器的输出波形与网络电源输入电压同步。
控制周期还需考虑到各种电路的特性参数,来避免不必要的失控。
5. 矢量控制通过矢量控制,可实现三相高功率因数电压型PWM整流器电路的反馈控制。
矢量控制是以电路的磁场向量为基础,旋转磁场向量,从而控制整流器的输出电压和电流。
三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略的优点是稳定性好,工作效率高。
在实际应用中,可降低功率失真率和电能损耗。
在电力电子领域,它已成为传递和控制能量的重要工具之一。
基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计
基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计随着电力电子技术的快速发展,三相电压型PWM整流器在工业生产中得到了广泛应用。
本文将基于数字信号处理(DSP)技术,设计一个三相电压型PWM整流器控制系统。
首先,我们需要了解三相电压型PWM整流器的基本原理。
该型整流器的输入为三相交流电源,输出为直流电压。
其控制系统的目的是通过改变整流器的开关状态,调节输出的直流电压和电流。
在设计整流器控制系统之前,首先要确定系统的需求和性能指标。
常见的性能指标包括输出电压稳定性、输出电流波形质量和响应速度等。
接下来,我们可以开始设计整流器控制系统。
整体上,该系统可以分为三个部分:传感器模块、控制模块和功率器件模块。
传感器模块用于采集整流器的输入和输出信号,并将其转化为数字信号。
传感器模块中常用的传感器有电流传感器和电压传感器。
电流传感器可以测量整流器的输出电流,并将其转化为电压信号。
电压传感器可以测量整流器的输入和输出电压,并将其转化为电压信号。
这些信号将通过模数转换器(ADC)转化为数字信号,供DSP进行后续处理。
控制模块是整个系统的核心,主要负责计算控制算法,并生成PWM信号。
在控制模块中,我们将运用DSP的高性能计算能力,实现整流器的高精度控制。
常用的控制算法有比例积分(PI)控制算法和模型预测控制(MPC)算法。
比例积分控制算法可以根据误差信号调节PWM占空比,实现系统的闭环控制。
模型预测控制算法则采用预测模型,通过优化计算,实现系统的最优控制。
功率器件模块负责驱动整流器的功率器件,控制整流器的开关状态。
常用的功率器件有晶闸管(SCR)、双向可控硅(TRIAC)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。
功率器件的驱动和保护电路需要根据实际情况进行设计。
设计完成后,需要进行系统的仿真和验证。
我们可以采用MATLAB/Simulink等软件进行仿真,验证系统的性能和稳定性。
根据仿真结果,可以进一步优化控制算法和参数,提高整流器的控制精度。
三相电压型PWM整流器无源性分析及自适应控制
[ 中图分类号 ]T 6 [ M4 文献标志码 ]A [ 文章编号 ]10 00—3 8 ( 02 0 04 0 8 6 2 1 )4— 0 2— 3
《 气自 化 22 第3卷 第4 பைடு நூலகம்电 动 ) 1年 4 0 期
变 流 技 术
C n er rT c nq es o v t e h iu e
— — —
—
三 相 电 压 型 P M 整 流 器 无 源 性 分 析 及 自适 应 控 制 W
张 文 娟
( 宝鸡文理学院 电子 电气 工程 系, 陕西 摘
i o i r d a o lne rs se usn neg o e ,t e Eu e - a r n e mo e fPW M e tfe n s n h o usd q c o d n ts s c nsde e sa n n—i a y t m i ge r y c nc pt h l rL g a g d lo r ci ri y c r no - o r i ae i
i etbi e ; h n u ig h a pn jc o , h as i —ae o t l h o f WM et e ie ;f a y aa e i s s l h d T e , s ed m igi e t n te p s v yb s dc nr e r o a s n t n i it ot y P rci r ss n i l ,p rm t c i f i r nl r
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uLa ea upa
φ ξ UPa
Ea
I
θ
UL
单相等效电路
直接电流控制
电流滞环控制 固定开关频率控制 电流矢量控制 状态反馈控制 无差拍控制 极点配置法 二次型最优控制 Lyapunov方法 非线性状态反馈控制……
共同特点: 有电流闭环,都具有不错的动、静态性能。 不过这些方案都需要两个宽带的交流电流传感器,有 的方案甚至还需要负载电流传感器。
双PWM交-直-交变频调速系统 对于功率因数很低的整流器,有两种改进方法: 最直接的方法是采用无功补偿和消除谐波的滤波器,然 而这是一种事后补救的办法。 更为积极有效的方法是对整流器本身进行改进,使其尽 量不产生谐波,且电流和电压同相位。这种整流器称为高 功率因数整流器。PWM整流器就是一种高功率因数的整 流器。
u*pq u*pd d,q a,b,c u*pa u*pb u*pc Ud U*d
PI
-
这种控制方法电流控制精度较高,不仅在稳态时能够精确 地跟踪电流指令,实现无静差,并且动态性能也较好。但其 控制算法比较复杂。
PWM整流器的优点 PWM整流器的拓扑结构 PWM整流器的应用领域 PWM整流器的工作原理 PWM整流器的控制 PWM整流器主电路参数选择 PWM整流器控制系统的实现
1. PWM整流器的优点 普通交-直-交变频调速系统
ARU INU Cf
ARU V0 INU Cf R0
R
-
+
+ ud R
L
+
负载
cos(ω t+2kπ /3) (k=0,1,2)
它在控制系统中没有引入电流闭环,而是根据电路阻抗特 性,用数学的方法代替电流闭环作用。尽管它动态响应稍 慢,还存在瞬态直流电流偏移,但具有简单的控制结构和 良好的开关特性,便于微机实现,而且可靠性高。另外还 可省去两个高精度电流传感器。适用于对动态响应要求不 高场合,具有良好的工程实用价值。
d) 负电阻特性运行
5、PWM整流器的控制
PWM整流器的控制实际上是对交流侧电流的控制。
三相VSR的控制技术按有没有引入电流反馈可以划分为 间接电流控制(幅相控制)和直接电流控制
间接电流控制
三角波 u*d + ud id uR
PI
U sin(ω t1,2) XL
L i e v + vdc idc RL eL
-
图4 PWM整流器模型电路
D E VL
E A V
D
O’ V A I
O
C
O’
O VL B I
C
B
a) 纯电感特性运行
D E A V B O VL I C
b) 正电阻特性运行
I V O’ A E D VL O
O’
C
B
c) 纯电容特性运行 图5 PWM整流器交流侧稳态矢量关系
~
AC电源
~
AC负载 AC电源
AC负载
a) 不带制动回路的情况 b)带制动回路的情况 图1 普通交-直-交变频器结构图
缺点: 一,由于二极管的单向导电性能,能量只能单相传输,电机制动 的再生能量无法回馈给电网,四象限运行时需加制动回路。 二,网侧电流波形严重畸变,造成电网功率因数较低,由于整流 采用二极管整流,因此,最高功率因数大约为0.9左右。
Ud
ia,b,c 滞环比较器 三相VSR
同步信号
电流矢量控制 电流矢量控制可以直接控制系统的有功功率和无功功率,它 的核心思想是对三相VSR网侧电流的有功、无功分量进行独 立控制。
三相VSR
~
L
ia,b,c a,b,c d,q Id I*d Iq 6 I*q=0 PI PI 解耦 算法 负载
PWM
L
+ C
d
统一潮流控制器
+
串联变流器
并联变流器
超导磁能存储
超导 线圈
太阳能、风能等可再生能源的并网发电
+
太阳电 池阵列
风力机 风力发 电机 G
+
其它功能(新型UPS、高压直流输电)
4、 PWM整流器的工作原理
单位功率因数的含义: 整流状态时,网侧电压、电流同相。 逆变状态时,网侧电压、电流反相。 PWM整流器网侧电流及功率因数可控。
传统的相控整流器虽然应用时间较长,技术也较 成熟,且被广泛使用,但仍然存在很多问题:
晶闸管换相引起网侧电压波形畸变。
网侧谐波电流对电网产生谐波“污染”。 深控时网侧功率因数降低。 闭环控制时动态响应相对较慢。 二极管整流器改善了整流器网侧功率因数,但
仍会产生网侧谐波电流;
它的不足还在于其直流电压的不可控性。
ARU INU Cf
~
AC电源
AC负载
图2 双PWM结构交直交变频器
PWM整流器用全控型功率开关管取代了半控型功率开 关管或二极管,以 PWM 斩控整流取代了相控整流或 不控整流。把逆变电路中的 PWM 控制技术用于整流 电路,就形成了PWM整流电路。它的优势在于: 对交流电源侧,通过适当控制,可以使电网电流波形 接近于正弦,且和输入电压同相位,电网功率因数接 近于1 ,实现单位功率因数,最大程度地提高电网的 经济效益,减少电网对周围环境的电磁污染; 对直流侧,在电网电压或负载发生变化时,能够维 持直流中间电压的稳定,给电源侧逆变器提供良好的 工作条件; 可以实现牵引与再生制动工况间快速平滑地转换, 实现电能双向传输; 动态控制响应较快。
2、PWM整流器的拓扑结构
电压源型(VSR) 按主电路结构 电流源型(ISR) 两电平型整流器 从输出电平角度
直流脉动小,输入电流连 续且简单易行,成为当今 主要研究对象。
单相半桥 单相全桥 三相半桥 三相全桥 应用于大功率场合
三电平型整流器
T1
T3 C1
负 载
- +
us
L
C1
负 载
- +
us
L
滞环电流控制 是基于瞬时电流反馈的一种常用的非线性控制方式,将 实测的三相电流与参考信号比较,然后根据比较器的输 出决定开关的状态。 优点:电流跟踪精度高,响应快。 缺点:开关频率不恒定。开关频率的变化会给驱动保护电 路以及主电路的设计带来困难,对系统性能也有影响。
U*d
PI
I*m
-
i*a,b,c
T2
C2
T2
T4
C2
(a)单相半桥
Ua Ub Ra Rb La Upa Lb Lc Uc Rc
T1
T3
T5
(b)单相全桥
+
Rf -
a
Upb
b Upc
Udc
Cf
c
T2
T4
T6
(C)三相半桥 图3常用单相和三相VSR变流器结构
3、PWM整流器的用途
交流传动
有源电力滤波及无功补偿
+
R 谐波 负载 C