1 dsp、cpld在電流型pwm整流器中的應(yīng)用 馬韜，彭詠龍，石新春 （華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，保定071003） 摘要：提出了一種簡單的雙閉環(huán)spwm的直接電流控制 方法，詳細(xì)分析了該電路的數(shù)學(xué)模型，并對該電路進(jìn)行了 psim仿真，最后利用dsp和cpld控制器實現(xiàn)了整流器的 全數(shù)字控制。仿真和實驗結(jié)果驗證了該控制策略的正確性和 可行性。 關(guān)鍵詞：dsp；cpld；csr；雙閉環(huán) 0引言： 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上pwm整流器可分為電壓型和電 流型兩大類。長期以來，電壓型pwm整流器 (voltagesourcerectifier——vsr)以其較低的損耗、 簡單的結(jié)構(gòu)及控制等優(yōu)點一直成為pwm整流器研 究的重點，但隨著大功率變流技術(shù)的發(fā)展特別是電 流型pwm整流器(currentsourcerectifier—csr) 在超導(dǎo)儲能中

以三電平電壓型pwm整流器的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),結(jié)合瞬時無功理論,推導(dǎo)了瞬時功率和三電平整流橋開關(guān)矢量之間的關(guān)系,提出了一種固定開關(guān)頻率的三電平pwm整流器的直接功率控制方法。該方法基于空間電壓矢量調(diào)制,實現(xiàn)了動態(tài)過程中有功功率和無功功率的解耦控制。相對于傳統(tǒng)的開關(guān)表bang-bang控制方式的直接功率控制,該方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)對有功功率和無功功率的直接控制,而且能保證固定的開關(guān)頻率,簡化了濾波器的設(shè)計。實驗結(jié)果表明該控制策略實現(xiàn)了單位功率因數(shù)控制,電流諧波小,具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。

通過分析三相脈寬調(diào)制(pwm)整流器在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了具有前饋解耦控制的pwm整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)對電流內(nèi)環(huán)的控制要求設(shè)計電流比例積分(pi)調(diào)節(jié)器,提出按閉環(huán)幅頻特性峰值(mr)最小準(zhǔn)則來確定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法;根據(jù)系統(tǒng)對電壓外環(huán)的控制要求,采用模最佳整定法來設(shè)計電壓pi調(diào)節(jié)器。最后對整個pwm整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗證了pi調(diào)節(jié)器設(shè)計的正確性。

通過功率變換器的數(shù)學(xué)模型,分析了現(xiàn)行直接功率控制(dpc)系統(tǒng)的原理。傳統(tǒng)dpc系統(tǒng)功率內(nèi)環(huán)采用一個開關(guān)表同時控制瞬時有功功率和無功功率,開關(guān)表的設(shè)計決定了系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能,為了滿足不同的控制要求,文章詳細(xì)分析了開關(guān)表的設(shè)計方法,通過對傳統(tǒng)開關(guān)表的改進(jìn),克服了傳統(tǒng)開關(guān)表的缺點,獲得了良好的功率控制效果。仿真結(jié)果驗證了新開關(guān)表設(shè)計方法的有效性。

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直接功率控制(dpc)動態(tài)響應(yīng)比電壓定向控制(voc)要快,提出了一種無交流電壓傳感器的三相電壓型pwm整流器基于虛擬電網(wǎng)磁鏈的直接功率控制策略。由于通過估計虛擬磁鏈來計算功率,因此可省略網(wǎng)側(cè)電壓傳感器,該控制結(jié)構(gòu)為直流輸出電壓外環(huán),功率控制內(nèi)環(huán)節(jié)。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)可達(dá)到單位功率因數(shù),電流畸變小,具有良好的動靜態(tài)性能,方案切實可行。

pwm整流器控制系統(tǒng)通常采用數(shù)字pi調(diào)節(jié)器,傳統(tǒng)數(shù)字pi調(diào)節(jié)器設(shè)計方法是先將數(shù)字系統(tǒng)等效成連續(xù)系統(tǒng),再依據(jù)連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計pi調(diào)節(jié)器參數(shù),這樣造成很大誤差?；陔x散系統(tǒng)z變換理論,詳細(xì)分析了實際系統(tǒng)的運(yùn)行過程,建立pwm整流器的離散化模型。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)給定的相應(yīng)指標(biāo),將離散根軌跡法和時域法相結(jié)合直接設(shè)計數(shù)字pi調(diào)節(jié)器。仿真和實驗結(jié)果證明,由于在離散化模型的建立過程中未進(jìn)行近似處理,模型更接近實際數(shù)字控制系統(tǒng),以該方法設(shè)計的電流控制器性能更優(yōu)越。

針對傳統(tǒng)無差拍電流預(yù)測控制算法在電網(wǎng)電壓畸變時無法準(zhǔn)確跟蹤電流參考值的問題,提出了基于電網(wǎng)電壓預(yù)測的無差拍電流控制方法。首先分析了電網(wǎng)電壓諧波對無差拍控制的影響,而后利用重復(fù)控制原理對未來兩個周期的電網(wǎng)平均電壓進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償,消除了電網(wǎng)電壓整數(shù)次諧波對電網(wǎng)電流的影響,降低了電網(wǎng)電流諧波。通過進(jìn)一步分析,證明了該控制算法保持了傳統(tǒng)無差拍控制良好的動態(tài)性能,并對算法的穩(wěn)定性、參數(shù)魯棒性和靜態(tài)誤差進(jìn)行了分析。最后通過仿真和實驗驗證了提出方法的正確性和有效性。

電解鋁用大功率整流器的設(shè)計 摘要 電解電源屬于低壓大電流設(shè)備,其品質(zhì)的好壞直接關(guān)系著電解產(chǎn)物的純度,同時作為電解行業(yè)最主要 的能量消耗者,其效率的高低關(guān)系著行業(yè)的節(jié)能增效,其功率因數(shù)及諧波畸變率的大小關(guān)系著對電網(wǎng) 污染程度的高低,因此,研制高品質(zhì)、高性能的電解電源是電解行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能增效、環(huán)保綠色化的重 要途徑。 設(shè)計簡要概述了鋁電解供電特點、國內(nèi)的研究現(xiàn)狀,指出了項目研究背景及意義;詳細(xì)闡述了 110kv硅整流裝置供電系統(tǒng)的組成以及各主要部件的工作原理及特點;著重研究了110kv供電整流系 統(tǒng)中的整流電路設(shè)計方案的確定;通過對整流供電系統(tǒng)的改造,提高了供電系統(tǒng)的可靠性。從而切實 提高了整流效率,降低了電能損耗,確保了電解整流供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。對降低單噸鋁 的電耗、減少環(huán)境污染,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益以及促進(jìn)企業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。因此,

提出了pwm整流器的等效電路并在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行了建模分析,對采用變結(jié)構(gòu)的電流控制環(huán)和pi電壓控制環(huán)的雙閉環(huán)的控制器進(jìn)行了深入分析。針對變結(jié)構(gòu)控制存在的不足,采用pid趨近率來減小變結(jié)構(gòu)控制的抖振及到達(dá)滑模面的時間,在對pid趨近率設(shè)計進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化變結(jié)構(gòu)控制策略。對該優(yōu)化控制器的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析并進(jìn)行了仿真與實驗驗證,結(jié)果表明所提出的優(yōu)化變結(jié)構(gòu)控制策略可以實現(xiàn)pwm整流器的單位功率因數(shù)運(yùn)行,且輸入電流畸變較小,在負(fù)載變化時可以保證系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié),動、靜態(tài)調(diào)控特性較好。

pwm整流器是一種高功率因數(shù)、低噪音靜止變流器。采用類似于交流電機(jī)磁鏈觀測的方法構(gòu)造出虛擬的電網(wǎng)磁鏈?zhǔn)噶?作為pwm整流器矢量控制中的定向矢量,可以達(dá)到取消交流側(cè)電網(wǎng)電壓傳感器、降低pwm整流器硬件成本的目的。提出了準(zhǔn)確觀測虛擬電網(wǎng)磁鏈的方法,解決了pwm整流器無電壓傳感器運(yùn)行的關(guān)鍵問題。

介紹一種新的大功率整流器電流檢測方法,不需要電流檢測元件,而是測量整流器輸出極杠上沿著電流方向的兩點之間的電勢差,從而間接檢測電流,并用貼片熱電阻測量輸出極杠上檢測電勢差的兩點之間的溫度,以實現(xiàn)對極杠發(fā)熱引起的測量誤差的補(bǔ)償。

單周期控制方式是一種大信號非線性模擬控制方式。它僅需要幾個數(shù)字邏輯器件就可完成單位功率因數(shù)的控制任務(wù),具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快的優(yōu)點。本文對基于單周期控制的三相三開關(guān)三電平整流器(vienna)進(jìn)行了深入研究,推導(dǎo)了其單周期控制方程,并分析了在兩個輸出電容電壓不相等情況下的電壓平衡問題,說明了在單周期控制方式下輸出電容電壓可以達(dá)到平衡狀態(tài)。最后進(jìn)行了整個系統(tǒng)的仿真與試驗驗證,仿真與試驗結(jié)果證明了理論分析的正確性。

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電壓型PWM整流器(VSR)及控制系統(tǒng)的matlab仿真

六開關(guān)三相四線pwm整流器拓?fù)涫沁m合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓?fù)?。與常規(guī)的六開關(guān)三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負(fù)直流母線,并且輸入側(cè)存在零序電流通路,如果沿用三相三線整流器的控制方法,必然會引起很大的中線電流。針對此問題。討論了三相四線pwm整流器輸出為正負(fù)直流母線電壓均衡控制和中線電流控制問題,建立了三相四線整流器數(shù)學(xué)模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機(jī)理以及抑制的方法,設(shè)計了基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的三相四線整流器的控制算法。在功率40kw的實驗樣機(jī)上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負(fù)母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波。

六開關(guān)三相四線pwm整流器拓?fù)涫沁m合于中大功率高頻ups裝置的前級整流器拓?fù)?與常規(guī)的六開關(guān)三相三線整流器相比,三相四線整流器輸出正負(fù)直流母線,并且輸入側(cè)存在零序電流通路,如果沿用三相三線整流器的控制方法,必然會引起很大的中線電流.針對此問題.討論了三相四線pwm整流器輸出為正負(fù)直流母線電壓均衡控制和中線電流控制問題,建立了三相四線整流器數(shù)學(xué)模型,分析了中線電流產(chǎn)生的機(jī)理以及抑制的方法,設(shè)計了基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的三相四線整流器的控制算法.在功率40kw的實驗樣機(jī)上驗證了控制方法的有效性,保證了輸出正負(fù)母線電壓的平衡及較小的輸入電流諧波.

word文檔可編輯 變壓器與整流器 作者：佚名文章來源：本站原創(chuàng)點擊數(shù)：更新時間：2005-5-16 一、高變低，低變高 如圖1所示找一個凵形的鐵芯，在它的兩臂上纏上絕緣布。用直徑0．2 毫米的漆包線，在鐵芯的一臂上繞1100匝；在它的另一臂上用直徑0．5 毫米的漆包線繞45匝，并在15匝、30匝的地方各抽出一個接頭（把繞 線折回一段，往一個方向扭幾轉(zhuǎn)，不能把繞線弄斷）。然后把一方形鐵條 橫放在凵形鐵芯開口處，鐵芯就成了一個閉合的方框。 把1100匝的線圈接到220伏的交流電源上，用交流電壓表（如果用 自己做的電流檢驗計來測量，必須串聯(lián)上一個整流器才行）測出另一個線 圈的15匝、30匝、45匝的電壓。 從測出的電壓數(shù)字看，只有幾伏，都比220伏的交流電壓低得多，這 就是說，比較高的電壓經(jīng)過這么個裝置以后，給變成了較低的電壓。上面 這個裝置就

本文提出了一種通過調(diào)節(jié)pwm整流器功率因數(shù),來抑制交流傳動的列車處于再生制動時因受電弓處電壓過高而導(dǎo)致再生失效的方法。分析了列車再生制動時,為了抑制受電弓電壓升高,所需的pwm整流器功率因數(shù)角調(diào)節(jié)的范圍,給出了在pwm整流器的預(yù)測電流控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)策略并實現(xiàn)其功率因數(shù)調(diào)節(jié)的方案。在考慮無功傳輸導(dǎo)致的線路功率損耗的情況下,計算了抑制受電弓電壓上升所需要的pwm整流器功率因數(shù)角調(diào)節(jié)的大小,并通過仿真驗證了方案的可行性。

傳統(tǒng)pwm整流器的直接功率控制(dpc)系統(tǒng)中,在靠近基本電壓矢量的位置,出現(xiàn)功率調(diào)節(jié)失控,導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流諧波含量較大。在pwm整流器功率數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了電壓矢量對有功功率和無功功率的影響,針對傳統(tǒng)開關(guān)表下功率調(diào)節(jié)能力不穩(wěn)定的問題,提出了動態(tài)扇區(qū)劃分下的雙開關(guān)表控制策略。該方法實現(xiàn)了功率調(diào)節(jié)的有效性,而且獲得了更好的動態(tài)控制效果,更低的電流諧波含量。最后matlab/simulink仿真實驗結(jié)果驗證了該控制策略的正確性和實用性。

在低開關(guān)頻率時采用傳統(tǒng)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計對pwm整流器進(jìn)行控制,將導(dǎo)致dq軸電流的嚴(yán)重耦合,甚至系統(tǒng)不能正常工作。本文分析了pwm整流器的離散化模型,考慮實際系統(tǒng)中存在的pwm延遲,基于復(fù)矢量概念并結(jié)合整流器離散特性進(jìn)行了直接離散化電流調(diào)節(jié)器設(shè)計。該設(shè)計方法不需要進(jìn)行雙線性變換,且其閉環(huán)系統(tǒng)與采樣周期無關(guān),性能穩(wěn)定。通過幾種離散化調(diào)節(jié)器的仿真結(jié)果對比顯示了直接設(shè)計離散電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)越性能。

為了提高中壓大功率pwm整流器出力,需要降低pwm開關(guān)頻率,但將造成pwm整流器id、iq電流分量耦合嚴(yán)重的現(xiàn)象。為解決這一問題,在對兩電平pwm整流器進(jìn)行復(fù)矢量信號建模的基礎(chǔ)上,設(shè)計新穎的基于復(fù)矢量的電流調(diào)節(jié)器,該調(diào)節(jié)器能在低開關(guān)頻率下實現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)電流d、q分量的有效解耦。matlab仿真及dsp實驗結(jié)果驗證了本設(shè)計方法的可行性。