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基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器控制

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电测与仪表 2021年第8期58卷 179-184页

作者：陈汝兵曹太强郭筱瑛邓吉利西华大学电气与电子信息学院成都610039 攀枝花学院智能制造学院四川攀枝花617000

传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行。文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的... 详细信息

传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行。文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的无速度传感器技术进行了深入研究,提出了一种在同步旋转坐标系下的模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子位置的方法。该方法以含有转子位置参数的永磁同步电机定子电压方程为可调模型,以永磁同步电机本身作为参考模型,以超稳定性与正性动态理论为基础设计了自适应率。同时利用稳态定子电压方程对dq轴电压进行前馈解耦,改善了由于dq轴电流两个分量间存在的交叉反馈关系导致的系统收敛性较差的问题。最后对所提出的新型MARS无速度传感器控制进行了仿真分析,并利用基于模型设计(MBD)的方法直接在Simulink中生成DSP的核心算法代码进行实验验证。结果表明,该方法能够较好地估计转子位置,可以代替位置传感器。

关键词：永磁同步电机模型参考自适应系统前馈解耦无速度传感器

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一种新型交错并联型buck变换器

电子技术应用 2017年第7期43卷 153-156页

作者：陈显东曹太强黎凡森西华大学电气与电子信息学院四川成都610039 流体及动力机械教育部重点实验室(西华大学) 四川成都610039

通过传统buck变换器的三端口网络模型中引入一个开关电容,得到了一种新型带开关电容交错并联buck变换器。通过对新型变换器进行理论分析可知,与传统buck变换器相比,当占空比D<0.5时,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实... 详细信息

通过传统buck变换器的三端口网络模型中引入一个开关电容,得到了一种新型带开关电容交错并联buck变换器。通过对新型变换器进行理论分析可知,与传统buck变换器相比,当占空比D<0.5时,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实现了更高的电压增益;同时开关管的电压应力减小,其电流应力均为输出电流的一半,有利于器件的选择和散热。因此新型变换器非常适合于低输出电压、大电流的场合及输入、输出电压相差较大的系统。最后通过仿真验证了理论分析正确性。

关键词： buck变换器交错并联三端口

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非隔离型高增益DC/DC变换器综述

电测与仪表 2017年第13期54卷 97-104页

作者：陈显东曹太强林玉婷西华大学电气与电子信息学院成都610039

在光伏发电、燃料电池发电等新能源发电系统中通常采用高增益DC-DC变换器拓扑电路结构,近年来国内外专家学者从不同角度分别提出了不同的拓扑电路及其控制策略。对非隔离型拓扑电路研究现状,从变换器基本的构成原理出发,将非隔离型高增... 详细信息

在光伏发电、燃料电池发电等新能源发电系统中通常采用高增益DC-DC变换器拓扑电路结构,近年来国内外专家学者从不同角度分别提出了不同的拓扑电路及其控制策略。对非隔离型拓扑电路研究现状,从变换器基本的构成原理出发,将非隔离型高增益变换器分成了二端口级联型、三电平型、带开关电容型、三端口交错并联型与耦合电感型五大类型,并分别从拓扑架构与变换器电压增益及开关应力等性能方面进行了详细的对比介绍,对五类非隔离型变换器进行了全面的综述,对比了各自的优缺点,对新能源发电系统中的拓扑电路结构将起到一定的指导作用。

关键词：高增益DC-DC变换器拓扑结构性能分析非隔离变换器

基于双路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电路

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电机与控制学报 2020年第7期24卷 139-146页

作者：阎铁生陶权保胡啸天周国华曹太强王军西华大学电气与电子信息学院成都610039 四川大学数学学院成都610065 西南交通大学电气工程学院成都610031

传统的高功率因数双路输出电源由前级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器级联2个DC-DC变换器组成,系统复杂、成本高、体积大。提出一种双路恒流输出单级Cuk PFC变换器,并研究了其工作原理、控制策略和工作特性。该变换器... 详细信息

传统的高功率因数双路输出电源由前级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器级联2个DC-DC变换器组成,系统复杂、成本高、体积大。提出一种双路恒流输出单级Cuk PFC变换器,并研究了其工作原理、控制策略和工作特性。该变换器通过使用单级PFC变换器的开关管复用技术复用了Boost PFC变换器和Buck DC-DC变换器的主开关管,又通过使用单电感多输出变换器的电感复用技术分时复用了输出电感,从而仅使用一级变换器同时实现了功率因数校正、低二倍工频输出电流纹波和双路输出电流可独立控制,减少了电感与控制器的数量,大幅降低了双路输出电源的体积和成本。最后通过搭建输出功率为18 W的高功率因数双路恒流输出LED驱动电路的实验样机验证了理论分析的正确性。

关键词： Cuk变换器功率因数校正分时复用单级双路输出 LED驱动

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不平衡负载下三相逆变电源控制方法的研究

机车电传动 2009年第1期 29-32,69页

作者：张斐许建平曹太强西南交通大学电气工程学院四川成都610031

基于对称分量法和叠加原理对三相逆变电源在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行了系统的分析,得到了输出电压正序、负序、零序分量不同的补偿特性。设计了一个简单可行的同步正序/负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载... 详细信息

基于对称分量法和叠加原理对三相逆变电源在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行了系统的分析,得到了输出电压正序、负序、零序分量不同的补偿特性。设计了一个简单可行的同步正序/负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载引起的逆变电源输出电压畸变,保证了逆变电源在任意不平衡负载下均能维持三相平衡的输出电压。最后通过Matlab仿真结果验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性。

关键词：三相逆变器不平衡负载电压对称性 MATLAB

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助航灯光系统中恒流调光器的研究

电测与仪表 2017年第17期54卷 88-93页

作者：甘雪曹太强刘中豪林玉婷西华大学电气与电子信息学院成都610039

恒流调光器是机场助航灯光系统调整不同灯光亮度的设备,针对传统调光器存在输出纹波大、成本较高的问题提出了一种新型的恒流调光器,该恒流调光器在逆变部分采用直-直变换器模式,使得恒流调光器输出电流为恒定直流,这样在满足调光器负... 详细信息

恒流调光器是机场助航灯光系统调整不同灯光亮度的设备,针对传统调光器存在输出纹波大、成本较高的问题提出了一种新型的恒流调光器,该恒流调光器在逆变部分采用直-直变换器模式,使得恒流调光器输出电流为恒定直流,这样在满足调光器负载供电要求的情况下减少传统调光系统后端电路所需要的成本。控制方法上,根据逆变电路在直-直变换器模式下的解,采用瞬时无功功率理论结合电压电流双环控制,可将输出电流的纹波从2%降到1%。并在MATLAB/SIMULINK中进行了仿真验证,仿真结果表明,此新型恒流调光器输出电流纹波仅为1%,且交流侧电流谐波含量低,THD值仅为2.7%。

关键词：恒流调光器直-直变换器模式瞬时无功功率理论电压电流双环控制

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蓄电池充电电流控制的LLC谐振变换器研究

电测与仪表 2021年第4期58卷 73-77,176页

作者：邓吉利曹太强陈汝兵杨雨雪西华大学电气与电子信息学院成都610039

LLC谐振变换器电压控制模式通常采用误差放大器输出电压来直接控制开关频率,该控制方法使LLC谐振变换器的增益与频率之间的关系较为复杂,导致补偿网络设计相对较难,动态响应速度较慢,且大多数控制方案都未考虑集成变压器次级漏感带来的... 详细信息

LLC谐振变换器电压控制模式通常采用误差放大器输出电压来直接控制开关频率,该控制方法使LLC谐振变换器的增益与频率之间的关系较为复杂,导致补偿网络设计相对较难,动态响应速度较慢,且大多数控制方案都未考虑集成变压器次级漏感带来的虚拟增益对谐振变换器参数设计的影响。针对以上问题,研究了基于充电电流控制的LLC谐振变换器,分析了变压器次级漏感,推导出电压增益表达式。与传统电压模式控制LLC谐振变换器相比,充电电流控制LLC谐振变换器保持了软开关特性,输入瞬态响应速度和负载动态响应速度均有较大提升,无需压控振荡器,在简化反馈回路设计的同时实现了固有前路反馈。文中详细分析了充电电流控制LLC谐振变换器的工作原理和集成变压器次级漏感的考虑事项,最后通过仿真和实验验证了理论的正确性。

关键词： LLC谐振变换器电流控制瞬态响应虚拟增益

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三相电流型整流器及其控制策略的研究

电测与仪表 2018年第14期55卷 117-122页

作者：林玉婷陈雨枫曹太强朱修敏西华大学电气与电子信息学院成都610039

分析了用于蓄电池充电的电流型整流器(Current Source Rectifier,CSR)主电路拓扑结构,采用了三值逻辑空间矢量调制,建立了dq坐标系下三相CSR多环路直接电流控制的线性大信号数学模型。针对模型中d、q轴的耦合影响问题,采用了一种前馈解... 详细信息

分析了用于蓄电池充电的电流型整流器(Current Source Rectifier,CSR)主电路拓扑结构,采用了三值逻辑空间矢量调制,建立了dq坐标系下三相CSR多环路直接电流控制的线性大信号数学模型。针对模型中d、q轴的耦合影响问题,采用了一种前馈解耦控制方法,消除了系统的非线性、耦合特性,从而简化了控制环路的设计。其次,针对LC滤波器的谐振问题,引入了一种基于电容电压反馈的有源阻尼控制策略,Bode图分析结果验证了控制策略的有效性。研究结果表明,三相CSR直流侧输出电流、交流侧输入电流均能保证快速动态响响应,网侧电压电流实现了单位功率因数,同时电流内环引入的前馈有源阻尼控制有效抑制了LC滤波器的谐振,使网侧电流的THD值由4.55%降到了2.17%。

关键词：电流型整流器 SVPWM 蓄电池纹波谐振有源阻尼

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基于三相并网逆变器锁相技术的研究

制造业自动化 2010年第2期32卷 161-164页

作者：张小平曹太强周玉荣攀枝花学院电气信息工程学院攀枝花617000 西南交通大学电气工程学院成都610031

针对传统三相逆变器与并网三相逆变器的不同特点,并网前三相逆变器的输出电压与电网的电压同频和同相,并网后控制其输出的电流与电网电压同相兵控制其大小,确保单位功率因素。为此,本文用锁相环技术对电网电压的频率跟踪锁定控制,使三... 详细信息

针对传统三相逆变器与并网三相逆变器的不同特点,并网前三相逆变器的输出电压与电网的电压同频和同相,并网后控制其输出的电流与电网电压同相兵控制其大小,确保单位功率因素。为此,本文用锁相环技术对电网电压的频率跟踪锁定控制,使三相逆变器的调制波频率始终与电网的频率一致。通过对并网三相逆变器的理论和仿真分析,该方法使并网逆变器输出的三相电压对称,满足并网的要求。同时提出了通过对逆变器输出的电流与参考电流的误差进行PI控制,控制其输出的电流的大小并确保其稳定、可靠的向电网输送功率。最后用3kVA的三相逆变器验证了该方法的可行性。

关键词：三相逆变器并网锁相 LCL滤波器