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单周期控制三电平Boost功率因数校正变换器的慢尺度分岔分析

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物理学报 2015年第4期64卷 17-25页

作者：刘洪臣管恩慧王云赵丹周祺堃徐永向哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070

对单周期控制三电平Boost功率因数校正(PFC)变换器中存在的慢尺度分岔现象进行了研究,基于Floquet乘子法分析了主要电路参数对系统稳定性的影响.首先,分析了该电路的工作原理,并由输入输出功率平衡推导出电路的简化模型.然后,采用谐波... 详细信息

对单周期控制三电平Boost功率因数校正(PFC)变换器中存在的慢尺度分岔现象进行了研究,基于Floquet乘子法分析了主要电路参数对系统稳定性的影响.首先,分析了该电路的工作原理,并由输入输出功率平衡推导出电路的简化模型.然后,采用谐波平衡法求解出电路的周期解,根据Floquet理论分析周期解的稳定性.通过计算Floquet乘子,分析了电路中电压反馈电阻Rvf对系统慢尺度分岔行为的影响.搭建电路仿真模型,验证了简化模型及Floquet理论分析的正确性.最后,计算了电路中其他参数组成的稳定边界.研究结果表明,正确选择三电平Boost PFC变换器的电路参数对于其稳定运行,提高输入侧功率因数具有重要意义.

关键词：单周期控制三电平Boost功率因数校正变换器慢尺度分岔 Floquet乘子

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单周期控制PFC变换器的输入电流畸变研究

中国电机工程学报 2011年第12期31卷 51-56页

作者：江涛毛鹏谢少军南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

分析单周期控制单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路中传统单边调制方式对输入电流波形的影响,揭示输入电流中低频奇次谐波与调制方式之间的关系。在此基础上,提出以三角波作为载波的双边调制方法,使得开关周期内电感电... 详细信息

分析单周期控制单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路中传统单边调制方式对输入电流波形的影响,揭示输入电流中低频奇次谐波与调制方式之间的关系。在此基础上,提出以三角波作为载波的双边调制方法,使得开关周期内电感电流上升与下降的过程都得到控制,从而摒除了单边调制带来的输入电流低频奇次谐波,提高了电流质量。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性,验证了双边调制单周期控制功率因数校正的可行性。

关键词：功率因数校正单周期控制单边调制双边调制低频奇次谐波

单周期控制的三相三电平VIENNA整流器输出中点电位分析及控制方法研究

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中国电机工程学报 2013年第15期33卷 29-37,18页

作者：韦徵陈新樊轶龚春英江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

三相三电平VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位(neutral point clamped,NPC)结构变换器一种,具有电路结构简单、开关电压应力小、输入电流谐波含量低、可实现输入单位功率因数校正等优点,适合应用于高压中大功率场合。同时,三相功... 详细信息

三相三电平VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位(neutral point clamped,NPC)结构变换器一种,具有电路结构简单、开关电压应力小、输入电流谐波含量低、可实现输入单位功率因数校正等优点,适合应用于高压中大功率场合。同时,三相功率因数校正(power factor correction,PFC)整流器的单周期控制方案因其控制简单,无需乘法器及采用输入电压受到广泛研究。输出中点电位波动是NPC结构变换器的一个固有问题,以基于单周期控制的三相三电平VIENNA整流器为研究对象,详细地分析整流器输出中点电位波动机理,根据单周期控制方案的特点,提出在三相输入电流采样中注入三次谐波电流分量,同时分析三次谐波电流注入后对整流器输出中点电位的影响,给出三次谐波电流最佳注入系数。在此基础之上,向传统单周期控制系统中继续引入均压环路,使得最终改进后的三相三电平VIENNA整流器单周期控制系统一方面可以提高整流器直流母线电压利用率,另一方面可以有效抑制中点电位的直流和交流波动。仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于整流器输出中点电位平衡控制的有效性。

关键词：功率因数校正三相三电平VIENNA整流器单周期控制中点电位波动控制策略

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单周期控制在牵引传动系统拍频抑制中的应用

电机与控制学报 2017年第3期21卷 10-16页

作者：宋文胜孙晓江才西南交通大学电气工程学院四川成都610031

针对电气化铁路单相交流供电及列车网侧牵引变流器拓扑特点所引起的牵引电机拍频问题,首先分析了直流侧电压存在2倍电网频率脉动的特征,针对直流侧无LC滤波器的交-直-交电力牵引传动系统,揭示了当逆变器的工作频率接近2倍电网频率时电... 详细信息

针对电气化铁路单相交流供电及列车网侧牵引变流器拓扑特点所引起的牵引电机拍频问题,首先分析了直流侧电压存在2倍电网频率脉动的特征,针对直流侧无LC滤波器的交-直-交电力牵引传动系统,揭示了当逆变器的工作频率接近2倍电网频率时电机拍频现象最为严重的原因。然后利用单周期控制在输入电压脉动时仍能满足伏秒平衡的原理,并结合间接转子磁场定向矢量控制,提出将单周期控制算法作为牵引逆变器的调制策略,实现牵引逆变器-电机系统的无拍频控制。最后,搭建基于OP5600/RT-LAB实时仿真器与DSP TMS320F2812控制器的牵引传动系统半实物实验平台,对传统空间矢量脉宽调制与单周期控制算法进行了半实物实验对比验证,结果表明单周期控制算法能有效地抑制电机的拍频现象。

关键词：牵引逆变器牵引电机拍频现象单周期控制空间矢量脉宽调制

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单周期控制无乘法器三相电压型PWM整流器

电工技术学报 2003年第6期18卷 28-32页

作者：张纯江顾和荣赵清林张秀红燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

对基于单周期控制的三相PWM高功率因数整流器进行了研究 ,推导了单周期控制三相电压型PWM整流器的控制规律 ,它不需要乘法器更不需要对电源电压进行检测 ,其控制逻辑非常简单并且以恒定频率工作。完成了 5kW三相PWM整流器的设计和实验研... 详细信息

对基于单周期控制的三相PWM高功率因数整流器进行了研究 ,推导了单周期控制三相电压型PWM整流器的控制规律 ,它不需要乘法器更不需要对电源电压进行检测 ,其控制逻辑非常简单并且以恒定频率工作。完成了 5kW三相PWM整流器的设计和实验研究 ,进行了稳态试验和负载 1 0 0 %突变的动态响应试验。

关键词： PWM整流器单周期控制功率因数

单周期控制PFC变换器电流相位滞后及其补偿

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电工技术学报 2010年第12期25卷 111-117页

作者：毛鹏谢少军许爱国许泽刚南京航空航天大学自动化学院南京210016 常州工学院电气工程系常州213002

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时... 详细信息

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时开关管端电压应满足的幅值及相位条件;在此基础上,结合单周期控制功率因数校正变换器的数字控制方案,给出了补偿方案的实现方法及设计实例,并研究了采用补偿方案时系统的稳定性。论文建立的输入等效电路能更准确地反映单周期控制功率因数校正变换器的输入特性;实验验证了提出的电流相位滞后补偿方案能够减小基波相移量,提高基波位移因数。

关键词：功率因数校正单周期控制基波相移滞后相位补偿

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单周期控制的PFC电路切换线性模型

电机与控制学报 2007年第2期11卷 158-161页

作者：叶萍胡钢张金波河海大学计算机及信息工程学院江苏常州213022

为了深入研究单周期控制技术的系统控制过程和工作机理,采用非线性控制理论,建立电流断续条件下boost变换器的切换线性模型并对模型进行分析。给出了boost变换器运行时三个模式的动力学方程以及各模式间的切换序列,分析了在电流断续条... 详细信息

为了深入研究单周期控制技术的系统控制过程和工作机理,采用非线性控制理论,建立电流断续条件下boost变换器的切换线性模型并对模型进行分析。给出了boost变换器运行时三个模式的动力学方程以及各模式间的切换序列,分析了在电流断续条件下的能控性。通过和电压跟随器控制的功率校正电路输出电压作对比,表明了采用单周期控制技术后输出电压超调量更小,动态响应速度更快。分析所采用的方法同样可以用于单周期控制buck、buck-boost变换器电路,为单周期控制技术的推广提供理论依据。

关键词：单周期控制切换线性模型功率因数校正

单周期控制的三相PWM整流器的动态特性研究

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电力自动化设备 2007年第8期27卷 21-25页

作者：雷涛张晓斌林辉赵敬辉西北工业大学自动化学院陕西西安710072

分析了在单周期控制条件下三相高功率因数整流器的工作原理,并推导了三相PWM整流器的开关数学模型和等效控制方程。在建立此模型的基础上,基于庞加莱映射推导了三相PWM整流器工作时的稳定性条件及动态特性。应用仿真软件Saber在以上理... 详细信息

分析了在单周期控制条件下三相高功率因数整流器的工作原理,并推导了三相PWM整流器的开关数学模型和等效控制方程。在建立此模型的基础上,基于庞加莱映射推导了三相PWM整流器工作时的稳定性条件及动态特性。应用仿真软件Saber在以上理论分析基础上完成了功率因数校正变换器建模与数字仿真,并进行了2kW三相PWM整流器的试验研究,详细研究了系统在负载变化或输入电压扰动等动态情况下的稳定性和动态特性,仿真和试验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：单周期控制功率因数校正 PWM整流器稳定性分析庞加莱映射

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单周期控制技术的负载调整性能分析与改进

电力自动化设备 2008年第4期28卷 68-71页

作者：杨自力蔡丽娟许文香华南理工大学电力学院广东广州510641

单周期控制技术具有很好的输入电压调整性能,但其负载调整性能相对较弱。针对这一特点,以Buck电路为例,从主回路功率器件的寄生参数和工作模式(连续及断续电流模式)对于积分结果不同影响的2个方面,详细分析了稳态误差和过渡过程的产生机... 详细信息

单周期控制技术具有很好的输入电压调整性能,但其负载调整性能相对较弱。针对这一特点,以Buck电路为例,从主回路功率器件的寄生参数和工作模式(连续及断续电流模式)对于积分结果不同影响的2个方面,详细分析了稳态误差和过渡过程的产生机理,并给出响应的解决方案以及关键控制电路。其中使用窄脉冲复位方式,能校正续流二极管压降和工作模式转换时引起的稳态误差;与PID调节方式相结合,对于电感寄生电阻造成的稳态误差和负载电流阶跃时发生的瞬时振荡,均有良好抑制作用。仿真波形和几组对照实验测量结果均验证了理论分析的正确性和改进方案的可行性。

关键词：单周期控制负载调整复位方式 PID控制