无差拍电流预测控制的PWM整流器仿真研究
电流型PWM整流器的SVPWM控制及仿真研究
电流型PWM整流器的SVPWM控制及仿真研究王鹤霖;程启明;郭凯;李明;陈根【摘要】为解决三相电流型PWM整流器的拓扑结构带来的系统阶次增加、并联谐振等问题,详细介绍了三相CSR的空间电流矢量的控制方法,包括系统的数学建模、控制策略、信号发生和实现调制等.在Matlab/Simulink软件平台进行了三相CSR 双闭环解耦SVPWM控制方法的仿真,并通过与传统的SPWM控制方法进行对比,验证了该控制方法具有更好的动、静态特性,且动态响应快,能有效抑制网侧谐波,实现单位功率因数运行.该方法为三相CSR的控制方法提供了新思路,具有一定的理论和实际应用价值.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】5页(P16-20)【关键词】PWM整流器;空间电流矢量;双闭环解耦控制;电压型PWM整流器;空间矢量脉宽调制【作者】王鹤霖;程启明;郭凯;李明;陈根【作者单位】上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090;上海电力学院自动化工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TP273;TH71近年来，基于电流型PWM整流器(current source PWM rectifier，CSR)同电压型PWM整流器(voltage source PWM rectifier，VSR)相比，具有输入功率因数可调、谐波电流抑制、短路保护和降压等优点，目前已在超导储能、电池组充电、电能质量调节器等场合有着广泛的应用[1]。
在拓扑组成上，电压型和电流型PWM整流器具有对偶的结构特征，因此基于VSR的一些先进控制策略可以同理直接移植至CSR控制中去，如电压定向控制、预测模型控制、直接功率控制等[2] 。
但是，由于CSR在交流输入侧增加了LC滤波环节，不仅增加了系统阶次，而且会引起并联谐振的问题，这就给系统中各控制参数的确定和优化增加了难度，因此有关CSR的控制策略优化方面还需进一步深入研究[3]。
单相PWM整流器改进无差拍电流预测控制方法
￣ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｍｅ ｒ ｏ ｆ Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ（ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ） ，
整 个 系 统 在 直 流 母 线 电压 外 环 的 控 制 下 ， 实 现 了直 流 母 线 电
ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｐ ＷＭ）ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｓ ｃ ａ ｎ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｒ ｔ ａ ｃ ｋ
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ３ ３ ３ ４ ￣ ． ０ ２ ５ ８ — ８ ０ １ ３ ． ｐ ｃ ｓ ｅ ｅ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ２ ． ０ １ ９
文章编号 ：０ ２ ５ ８ ． ８ ０ １ ３（ ２ ０ １ ５ ） ２ ２ ． ５ ８ ４ ２ — ０ ９
中图分类号 ：Ｔ Ｍ ４ ６ １
Ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｔ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｄ ｅ ａ ｄ ｂ ｅ ａ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｄ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ
三相PWM整流器无差拍控制死区补偿方法研究
三相PWM整流器无差拍控制死区补偿方法研究摘要：随着电力电子技术的不断发展，三相PWM整流器在工业控制系统中得到广泛应用。
然而，由于开关器件导通和关断的不完美性，会产生死区现象，导致输出电流波形不理想。
为了解决这个问题，本文研究了一种无差拍控制死区补偿方法。
关键词：三相PWM整流器，死区，无差拍控制，补偿一、引言三相PWM整流器是一种常用的电力电子装置，广泛应用于电力传输和工业控制系统中。
然而，由于开关器件的导通和关断需要一定的时间，会导致输出电流波形出现死区现象，从而降低整流器的性能和效率。
二、死区现象及其影响在三相PWM整流器中，由于开关器件导通和关断的不完美性，会出现一个小的时间间隔，称为死区时间。
这个死区时间会导致整流器输出电流波形的畸变，进而影响系统的稳定性和响应速度。
特别是在高频率工作时，死区现象更加明显。
三、无差拍控制方法为了解决死区现象对整流器性能的影响，研究人员提出了一种无差拍控制方法。
该方法通过对开关器件的控制信号进行精确的调节，使得导通和关断时间完全匹配，消除了死区现象。
具体而言，该方法可以通过改变PWM信号的占空比分配和相位延迟来实现。
四、死区补偿方法研究在无差拍控制方法的基础上，本文进一步研究了一种死区补偿方法。
该方法通过在控制信号的延迟时间上增加一个微小的补偿量，使得开关器件的导通和关断时间相对偏移，从而补偿了死区现象。
实验结果表明，该方法可以显著改善整流器输出电流波形的畸变情况。
五、实验与讨论本文设计了一个实验平台，验证了无差拍控制方法和死区补偿方法的有效性。
实验结果表明，通过无差拍控制和死区补偿，整流器的输出电流波形得到了明显的改善，与理想波形更加接近。
同时，系统的稳定性和响应速度也得到了提升。
六、结论本文研究了三相PWM整流器无差拍控制死区补偿方法。
实验结果表明，该方法可以有效解决死区现象对整流器性能的负面影响，提高系统的稳定性和响应速度。
未来的研究可以进一步探索该方法在其他电力电子装置中的应用。
内环采用改进无差拍控制的单相PWM整流器控制方法
内环采用改进无差拍控制的单相PWM整流器控制方法
上海电机学院电气工程学院 马 也 邹海荣
针对单相PWM整流器提出了一种改进无差拍控制算法，该算法在 无差拍算法的基础上引入了电流校正算法，电流校正算法用于减小 无差拍控制算法中采样误差对电流控制产生的影响，提高电流预测精 度。改进的无差拍控制算法可以有效的消除控制延时，提高系统的响 应速度和改善系统控制性能。最后对所提出的算法在MATLAB/simulink上进行仿真分析，验证了该算法的准确性和有效性。
和网侧等效电感，C、RL分别为直流侧电容和负载电阻。
如图1所示，有如下方程：
其中，
(1) 为了实现有功无功电流的解耦控制，需要构造一个同步旋转坐 标系(d-q坐标系)。同步旋转坐标系与两相静止直角坐标系( 坐标 系)相位相差θ。 两坐标系之间的变换矩阵为：
(2) usα、isα为网侧电压us和网侧电流is在轴的电压分量和电流分量， usβ、isβ为β轴的电压分量和电流分量，即：
本文首先介绍了单相PWM整流器在同步旋转轴d-q坐标系下的 数学模型，在无差拍控制算法的基础上引入了电流校正算法，电流 校正算法用于减小无差拍控制算法中采样误差对电流控制产生的影 响，提高电流预测精度电流。改进的无差拍控制算法可以有效消除 控制延时，提高系统的响应速度和改善系统控制性能。
2.单相PWM整流器数学模型
(3)
(4) 式中usm与ism分别为网侧电压的峰值与网侧电流的峰值，将式 (3)、(4)带入式(1)中，可得到uab在d-q坐标系下电压分量uabd和uabq。
(5) 其中us、is在d-q坐标系下的分量分别为usd、usq和id、iq。
3.改进无差拍控制算法 3.1 无差拍控制算法
PWM整流器电流控制策略仿真比较
电流正弦 Ｐ ＷＭ 技 术 是从 电源 的角 度 触 发 ，在 于 生 成 可 调 压 的 三相 对 称 正 弦 波 供 电 电源 。Ｓ Ｗ Ｍ 控 制 技 术 是将 等腰 三 角 Ｐ
形 的 三 角载 波与 调 制 波 进 行 比较 ，根据 采 样 控 制 理 论 的面 积 等 效 原 理 ，把 等 宽 不 等 幅 的 脉 冲 用相 应数 量 的 等 幅不 等 宽 的矩 形 脉 冲 序列 来 代 替 ， 成 一 系 列 的 触 发 脉 冲 ， 过 一 定 的规 律 控 制 形 通 开 关 元 件 的 通 断 ， 可 以生 成 Ｓ ＷＭ 波 。当 改 变 三 角 波 的 幅值 就 Ｐ
同 步 电 动 机 励磁 系统 的 主 回路 采 用 三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流
图 １ 三 相 电压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 原 理 图 Ｗ
时 ， 制 信 号 的脉 宽 也 随 之 改 变 ， 而 改 变 了输 出 电压 的 大 小 。 控 从
Ｓ ＷＭ 生成 原 理 采 用 对 称规 则 采 样 法 ，它 是 以 每个 三 角 波 Ｐ
丁
＝
器 ， 扑 结 构 电路 中整 流桥 采 用 全控 型的 功 率 开关 器 件 Ｉ Ｔ， 其拓 ＧＢ 同 时反 并联 二 极 管为 Ｉ Ｔ的寄生 二 极 管 。主 回路 如 图 １ 示 。 ＧＢ 所
１ 电流 控 制 策 略 的基 本 原 理 １１ 电流 正 弦 （ Ｐ Ｍ） ． ＳＷ 控制 的基 本 原 理
（－ ｉ ） １ Ｍｓ ￣ｔ ｒ
（） １
其 中 Ｍ＝ ＭＵ ，是 调 制 度 即正 弦 波 峰 值 与 三 角 波 峰 值 之 Ｕ／ｓ
比 ， 角 波 周期 ， 三 采样 时刻 。
１２ 滞 环 电流 控 制 的基 本 原 理 ． 滞 环 电流 控 制 原 理 是 把 输 出 的 直 流 电 压 ｕ ｃ和 给定 的输 ｄ
电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制
电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制叶虹志;姜燕;黄守道;肖磊;廖武【摘要】研究了一种用于电压型PWM整流器的无差拍预测直接功率控制方法.该方法根据无差拍功率预测模型,在每一个采样周期,实现对下一个周期开始时的功率给定值的跟踪控制.采用空间矢量脉宽调制方法调制目标电压矢量,实现了直接功率控制开关频率的恒定.并在系统中引入了基于内模原理的准积分反馈校正环节,在每个采样周期对系统有功功率和无功功率的预测给定值进行修正.仿真表明,该方法有功功率、无功功率响应迅速、平滑,而且没有静差;控制器对系统参数变化不敏感,系统鲁棒性好,控制器设计简单,具有工程应用前景.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)004【总页数】8页(P121-128)【关键词】无差拍预测直接功率控制;空间矢量脉宽调制;内模原理;反馈校正【作者】叶虹志;姜燕;黄守道;肖磊;廖武【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082;南车电气技术与材料工程研究院株洲 412000;湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TM4611 引言PWM 整流器因其诸多优点在各类变流装置中取得了广泛而重要的应用，主要表现在网侧呈现出受控电流源特性、可单位功率因数运行以及能量可双向流动等[1]。
近年来，关于 PWM整流器的控制技术，一种基于瞬时功率理论的直接功率控制策略（Direct Power Control，DPC）受到许多学者的关注和研究。
DPC根据功率滞环比较器的输出查找开关表选择合适的矢量对有功功率和无功功率实现解耦控制，具有算法简单、功率响应快速等优点。
但其主要缺点是开关频率不固定，不便于输出滤波器的优化设计，并且对系统采样频率要求很高[2-4]。
基于 PI调节的DPC策略，采用空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）技术调制目标电压矢量，实现了开关频率恒定，并且直流侧电压利用率高，电流谐波的畸变率较低，但该策略受电网电压角度信息影响较大，电网电压畸变、不平衡或谐波含量较大时控制性能不理想，甚至出现振荡[5,6]。
PWM整流器的仿真与分析毕业论文
本科毕业设计论文题目 PWM整流器仿真与分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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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。
基于电流无差拍控制的PWM整流器
基于电流无差拍控制的PWM整流器蒯松岩;代尚方;吴涛;张能【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2011(041)009【摘要】给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正确性和实用性.%The topology and the mathematical model of three-phase voltage source rectifier (VSR) was presented. According to the discrete mathematical model of the three-phase in two-phase synchronization coordinates, the concept of grid-side current deadbeat control was given, the modulation was made with SVPWM method, the system hardware and software were designed with TMS320F2812 chip,the full digital closed loop control of three-phase PWM rectifier with DSP was achieved. The experimental results show its validity and practicability.【总页数】4页(P23-25,33)【作者】蒯松岩;代尚方;吴涛;张能【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008;江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,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;江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,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;江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,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;江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TM461【相关文献】1.基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术 [J], 李春龙;沈颂华;卢家林;张建荣;白小青;石涛2.三相PWM整流器无差拍电流控制方法研究 [J], 杨立永;袁伟杰;岳彦哲;翟飞3.基于电流无差拍控制 PWM 整流器的研究 [J], 宁铎;张博;吴辉4.基于无差拍预测电流过零点的PWM整流器无死区控制策略研究 [J], 张莉莎; 贺子航5.基于电流解耦无差拍控制的三相PWM可逆整流器的研究 [J], 李浩光;张加胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ESO的PMSM无差拍预测电流控制研究
按照前述 ESO 设计方法，可以得到电流环的
ESO 如下式所示：
ìíïeż 1q
= =
z1 z2
+
iq buq
-
β01 eq1
îïż 2 = -β02 eq25，δ） eq2=fa（l eq，0.25，δ） 式中：z1，z2分别为电流 iq和总扰动 f2的观测值。 结合式（5），将式（14）进行离散化可得：
ìïeq = îq ( k ) - iq ( k )
∑ íïîq ( k + 1 ) = îq ( k ) + 2 { tm [ f̂q ( k ) + buqm ( k ) ] } - β1 eq1
ï
m=0
îïf̂q ( k + 1 ) = f̂q ( k ) - β2 eq2
（15）
其中
β1 = Ts β01
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毋少楠，等：基于 ESO 的 PMSM 无差拍预测电流控制研究
电气传动 2021 年 第 51 卷 第 3 期
视为总扰动，令 b=1/L0，q 轴电流方程可化为
i̇ q = f2 + buq
（13）
无需知道扰动函数 f [x1，w（t），t]是否连续或者已 知，只要能确定其为有界函数，且保证增益参数 b
已知，就可以调整到合适的 β01，β02取值，进而估计 出状态量 z2并进行反馈补偿。 2.3 DPCC 的 ESO 设计
2.1 节所述 DPCC 策略中，要求得准确的电压
矢量的电流变化率，需要精确的电流测量值，观
β2 = Ts β02
式中：β1，β2 为离散 ESO 的增益；îq ( k + 1 )，f̂q ( k + 1 )
PWM整流器预测无差拍直接功率控制
关 键词 ： Ｐ ＷＭ 整流 器 ；直接 功 率控 制 ；无差拍 控制 ； 预 测控 制
中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ６ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ７ — ４ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ０ ５ ７ — ０ ７
Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ａ ｄ ｂ ｅ ａ ｔ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ＰＷ Ｍ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ
第１ ７卷
第１ ２ 期
电 机 与 控 制 学 报
Ｅｌ ｅｃ ｔ ｒ ｉ Ｃ Ｍａ ｃｈｉ ｎｅ ｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔ ｒ ｏ ｌ
Ｖｏ １ ．１ ７ Ｎｏ ｃ ． ２０ｌ ３
Ｐ Ｗ Ｍ 整 流 器 预 测 无 差 拍 直 接 功 率 控 制
ＺＨＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ， ＸＩ Ｅ Ｗｅ ｉ ， Ｌ Ｉ Ｚｈ ｅ ｎ ｇ — ｘ ｉ
（ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ，
ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｖ ａ ｉｏ ｒ ｕｓ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｏ ｎ ｅ ｎ ｏ ｎ － ｚ ｅ ｒ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｅ ｚ ｅ ｒ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ ｄ ｕｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ｅ ｉｏ ｒ ｄ．Ｔｈ ｅ ｎｏ ｎ－ ｚ ｅ ｒ ｏ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｗａ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ
基于无差拍控制的三相PWM整流器死区补偿方法
（ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ 咖 ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｂ ￣ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ４ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ 北方工 业大 学 ，北京 １ ０ ０ １ ４ ４）
摘要： 由于三 相 脉宽 调制 （ Ｐ ＷＭ） 整 流器 的死 区效 应导 致 的 电流 过零 箝位 ， 相 电压 、 电流畸 变等 现 象 ， 基 于死 区 和过 零 分析 ， 提 出应用 锁相 环 （ Ｐ Ｕ） 技术 的 网侧 电压观 测 值代 替传 统 的 电流过 零检 测 ， 进而 对 三相 Ｐ ＷＭ整 流 器 的死 区时 间进行补 偿 。该方 法能 有效避 免传 统过 零检测 在零 点 附近 的箝 位影 响 ， 准 确判 断 电流 过零方 向 ， 并
第５ １ 卷 第 ２期
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｅ ｓ
Ｖｏ １ ． ５ １ ，Ｎｏ ． ２
Ｆｅ ｂｒ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０１ ７
基于无差拍控制的三相 Ｐ ＷＭ 整流器死区补偿方法
杨 立 永 ，王 立 强 ，谢 晓峰
且不 会造 成相 位延迟 。结合 无差 拍控 制技 术应 用 于三 相 Ｐ ＷＭ 整流 器 ， 能有 效减 小 电流 总 谐波 畸变率 （ Ｔ Ｈ Ｄ） ，
并且 通过 仿真和 实验 结果 证 明了该方 法 的有效 性和可 行性 。
关键 词 ： 整 流器 ；过零 检测 ；无差 拍控 制
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ４ ６ １ 文 献标识码 ： Ａ 文章编 号： １ ０ ０ ０ — １ ０ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ ０ １ １ － ０ ４
仿真PWM整流器的Matlab仿真研究
仿真PWM整流器的Matlab仿真研究摘要：随着绿色能源技术的快速发展，不可控整流引起的电磁干扰和谐波污染已经成为日益严重的问题。
本文介绍了PWM整流器的工作原理，并阐述新型的控制方法———自抗扰控制的原理，利用自抗扰控制来取代PWM 整流器的电压外环控制，以取得更优效果；最后利用Matlab 提供的电力电子工具箱在Simulink 仿真环境下进行了仿真实验，验证系统的正确性和可行性。
关键词：PWM 整流器；自抗扰控制；Matlab 仿真PWM整流器的Matlab仿真探讨一整流器的原理和现状目前，由于常规整流环节广泛采用二极管不可控整流电路或晶闸管相控整流电路，对电网注入了大量谐波及无功，给电网带来“污染”。
治理这种电网“污染”最根本的措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化且运行于单位功率因数。
因此，在主电路类型上有电压型整流器（Voltage Source Rectifier，VSR）和电流源型整流器（Current Source Rectifier，CSR），两者在工业上均成功地投入应用。
由于有高电压利用率及低损耗等优点，基于空间矢量的PWM 控制在电压型PWM 整流器电流控制中取得了广泛应用，并存在多种控制方案。
目前，电压型PWM 整流器网侧电流控制有将固定开关频率、滞环及空间矢量控制相结合的趋势，以使其在大功率有源滤波等需快速电流响应的场合获得优越的性能。
本文讨论的三相桥式电压型PWM 整流器拓扑结构如图1 所示。
L 为交流侧滤波电感，电阻R 为滤波电感L 的等效电阻和功率开关管损耗等效电阻的合并。
参照参考文献1，可以推导出PWM 整流器在三相静止坐标系ABC 下的数学模型，即：由于在此坐标系下难以进行控制系统建模，因为经过坐标转换到两相同步旋转坐标系(d，q)后，可得：此时，两相同步旋转坐标系(d，q)中的q 轴分量表示成有功分量，而d 轴分量表示成无功分量。
并且有：电流内环经解耦后，可以得到控制系统如图2 所示。
基于电流无差拍控制的PWM整流器
摘 要 ： 出 了三 相 电 压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 （ Ｒ） 拓 扑 结 构 和 数 学 模 型 ， 于 三 相 Ｖ Ｒ 在 两 相 同 步 旋 转 坐 给 Ｗ ＶＳ 的 基 Ｓ 标 系下 的 离 散 数 学 模 型 ， 出 了 对 网 侧 电 流 实 施 无 差 拍 控 制 的 方 法 ， 通 过 Ｓ Ｗ Ｍ 方 法 进 行 调 制 ， 提 并 ＶＰ 以 ＴＭＳ ２ Ｆ ８ ２为 核 心 ， 三 相 ＶＳ ３Ｏ ２１ 对 Ｒ进 行 闭 环控 制 。介 绍 了系 统 的硬 件 和 软件 设 计 ， 现 了 三相 ＶＳ 的全 数 实 Ｒ
字 控 制 。 实 验结 果 证 实 了该 方 法 的 正确 性 和 实 用 性 。
关 键 词 ： 差 拍 控 制 ； Ｗ Ｍ 整 流 器 ； 间矢 量 脉 宽 调 制 无 Ｐ 空
中图分类号 ： ４１ ＴＭ ６ 文献标识码 ： Ａ
ＰＷ Ｍ ｃ ｉ ｉ ｒ Ｂａ ｅ ｉ Ｃｕ ｒ ｎ ａ ｅ ｔＣｏ ｒ ｌ Ｒｅ ｔ ｆｅ ｓ ｄ ｏ ｌ ｒ ｅ ｔ Ｄｅ ｄｂ ａ ｎｔ ｏ
１ 引 言
在 电能 变 换 技 术 中 ， 统 的二 极 管 和 相 控 整 流 传 会产生大量谐 波 ， 于 Ｐ 由 ＷＭ 整 流 器 可 以 克 服 这 一
应 ＿ 。本 文 设 计 了 以 数 字 信 号 处 理 器 Ｔ ３０ ２ ］ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２为 核 心 的 数 字 控 制 系 统 ， 用 网 侧 电 流 无 ２１ 采 差拍 控制 策 略 ， 过 Ｓ Ｐ Ｍ 方 法 进 行 调 制 ， 通 Ｖ Ｗ 对 三 相 ＶＳ 进 行 闭 环 控 制 。 Ｒ
基于无差拍和DPWM调制的维也纳整流器研究
电气传动2018年第48卷第9期摘要：维也纳整流器被广泛应用到并网发电设备，例如通信系统和风力发电系统。
该整流器具有谐波低和高效率的优点。
提出一种无差拍控制和不连续脉宽调制（DPWM ）的方法，实现对维也纳整流器的控制。
首先对维也纳进行建模，然后提出相应的无差拍控制方法。
在此基础上，提出DPWM 实现维也纳整流器的开关损耗减少。
并针对维也纳整流器存在中点不平衡问题，通过维也纳整流器的冗余矢量实现中点平衡控制。
最后，通过实验验证了所提出的DPWM 算法的有效性。
关键词：维也纳整流器；无差拍控制；不连续脉宽调制；中点电压平衡中图分类号：TM464文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd18289Research on Vienna Rectifiers Based on Deadbeat and DPWM ModulationMA Lei ，CHEN Xiangcheng（Department of Electronic Engineering ，Zhengzhou Railway Vocational and Technical College ，Zhengzhou 450046，Henan ，China ）Abstract:Vienna rectifiers are used in grid -connected applications such as telecommunication systems and windturbine systems.These rectifiers are advantageous in which they have low total harmonic distortion and high efficiency.The deadbeat control and discontinuous pulse width modulation were proposed to apply to Vienna rectifiers.Firstly ，the Vienna rectifier was modeled ，and then the corresponding deadbeat control method was proposed.Furthermore ，the discontinuous pulse width modulation could reduce switching loss.In order to solve the unbalanced problem for the Vienna rectifier ，the time of the redundant switching states was adjusted for balancing the neutral -point voltage.Theeffectiveness of the proposed control method of Vienna rectifiers are verified by experiment.Key words:Vienna rectifiers ；deadbeat control ；discontinuous pulse width modulation （DPWM ）；neutral -pointvoltage balanceELECTRIC DRIVE 2018Vol.48No.9基于无差拍和DPWM 调制的维也纳整流器研究马蕾，陈享成（郑州铁路职业技术学院电子工程系，河南郑州450046）作者简介：马蕾（1974-），女，硕士，讲师，Email ：614872842@随着分布式能源大量接入电网，对电网的电能质量造成一定影响，因此需要对并网接口变换器的电能质量提出更高要求［1-3］。
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Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｓｏｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａ ｎｅｗ ｄｅａｄｂｅａｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ＤＣ ｄｒｉｆｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ； ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ａｌｌ ｓｙｓｔｅｍ， ａ ｎｏｎ－ｖｏｌｔａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ ｖｉｒｔｕａｌ ｆｌｕｘ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｈａｓｅ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， Ｍａｔｌａｂ－Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ，． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｍｐｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ； ｖｉｒｔｕａｌ ｆｌｕｘ； ＰＷＭ； ｕｎｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ 近 ２０ 年来随着功率半导体开关器件的进步， 电力电子变 流技术得到了迅速的发展，伴随而来的是各类变流装置的诞 生。但是， 这些变流装置多数是需要整流环节以获得稳定的直 流电压，目前大部分电力电子装置所使用的直流电源是通过 不可控整流或相控整流得到的，这些设备在运行中对电网注 入了大量的谐波和无功， 造成严重的电网污染， 由此引起的公 用电网谐波污染问题逐渐受到了人们的重视，因此作为电网 主要 “污染” ， 首先受到了学术界的关注［１］。而 ＰＷＭ 整流器具 有交流输入侧电流波形正弦化 、功率因数高和能量回馈等优 点， 已广泛用于功率因数补偿、 电能回馈及有源滤波等电力电 子领域。 型 ＰＷＭ 整流器的交流侧电压基波幅值、 相位间接控制其网侧 电流。不过这种控制方法的电流动态响应慢， 且对系统参数变 化灵敏，因此这种控制策略己经逐渐被直接电流控制策略取 代。而直接电流控制以其快速的电流响应和鲁棒性受到了重 视， 出现了不同的控制方案， 主要包括以固定开关频率的 ＳＰＷＭ 控制， 以及滞环电流控制。但是滞环电流因为其开关频 率的不固定对于交流侧电感的设计造成了一定的困难， 而 ＳＰＷＭ 控制在开关频率不高的情况下电流动态响应相对较慢。 为了提高电压利用率并降低损耗， 基于空间矢量的 ＰＷＭ 控制 在电压型 ＰＷＭ 整流器中取得了广泛的应用， 这种方法是将交 流电压、 电流分量变为直流分量， 虽然直流量可以实现无静差 同时 调节， 可是模型上相互耦合， 对控制的静、 动态性能不利［３］； ＰＩ 控制器的参数设计与选择要经过一系列的测试才能获得性 能较优的参数。 近年来，无差拍电流预测控制凭借着其在控制上的优势 得到了广泛的应用。 预测电流控制采用双环控制， 与典型的 ｄｑ 解耦双环 ＶＳＲ 控制不同的是， 预测电流控制仅进行 Ｃｌａｒｋｅ 变 换， 而不进行 Ｐａｒｋ 变换， 所以其无须解耦算法， 所以其可以方 便的实现 ＳＶＰＷＭ 快速算法， 有利于简化控制程序［４］。 为了简化信号检测， Ｍｉｋａ Ｓａｌｏ 等学者提出了一种无电网
１ ＰＷＭ 整流器控制策略
在 ＰＷＭ 整流器技术发展过程中， 电压型 ＰＷＭ 整流器网 侧电流控制策略主要分成两类：一类是由 Ｊ．Ｗ．Ｄｉｘｏｎ 和 Ｂ．Ｔ． Ｏｏｉ 提出的间接电流控制策略； 另一类就是目前占主导地位的 直接电流控制策略［２］。 间接电流控制实际上就是通过控制电压
收稿日期： ２０１２－０６－０７ 基金项目： 天津自然科学基金（０９ＺＣＫＦＧＸ０１８００） 作者简介： 单超 （１９８６—）， 男， 河北省人， 硕士研究生， 主要研究 方向为智能控制理论及应用。
研 究 与 设 计
无差拍电流预测控制的 ＰＷＭ 整流器仿真研究
单 超 １，２， 赵 钢 １，２ （１．天津理工大学 自动化学院， 天津 ３００３８４；２．天津市复杂控制理论与应用重点实验室， 天津 ３００３８４） 摘要： 通过对 ＰＷＭ 整流器控制方法的分析， 提出了一种新的无差拍电流预测控制策略 。与传统的电流预测控制相比， 该方法通过对幅值和相位的补偿， 改善了传统控制方法所存在的初值问题和直流漂移问题； 并且为了进一步提高系统 的可靠性， 降低整个系统的成本， 采用了基于虚拟磁链的无电网电压传感器的控制方法来确定电网电压的相位 。最后在 Ｍａｔｌａｂ 软件中对其主电路和控制回路进行了建模与仿真分析， 验证了系统设计的可行性 。 关键词： 电流预测； 虚拟磁链； ＰＷＭ； 单位功率因数 中图分类号： ＴＭ ９２１ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００２－０８７ Ｘ（２０１３）０１－０１１８－０３
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｄｅａｄｂｅａｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒａｎｇ１，２
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４， Ｃｈｉｎａ）