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用于改善直流链电流纹波的电流源型整流器扇区优化调制策略

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电工技术学报 2021年第24期36卷 5250-5260页

作者：肖蕙蕙周琛力郭强李山周青青重庆理工大学重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

电流源型整流器采用十二扇区空间矢量脉宽调制(SVPWM)可缩短器件换流过程并减小开关损耗,但整流器在运行时直流链电流纹波较大,而采用增大电感值的方法抑制电流纹波会增大电感的损耗和体积,影响系统整体运行性能。为此,该文首先提出一... 详细信息

电流源型整流器采用十二扇区空间矢量脉宽调制(SVPWM)可缩短器件换流过程并减小开关损耗,但整流器在运行时直流链电流纹波较大,而采用增大电感值的方法抑制电流纹波会增大电感的损耗和体积,影响系统整体运行性能。为此,该文首先提出一种适用于宽范围运行情况下直流链电流纹波的优化调制策略。其次,基于十二扇区实现机理和电感电流纹波产生原理,通过所提出的电流纹波分析模型推导分析电流纹波表达式,并深入对比分析两种调制策略的直流链电流纹波峰值分布规律。最后,通过仿真和实验样机验证了理论分析的正确性和调制策略的有效性。

关键词：电流源型整流器优化调制直流链电流纹波十二扇区

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电流源型整流器网侧功率因数的控制方法

电力电子技术 2019年第9期53卷 6-8,25页

作者：刘建芳谢国荣郑钟叶盛国网信通亿力科技有限责任公司福建福州350003 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007

针对电流源型整流器(CSR)输入侧滤波器引起网侧功率因数不为1的问题,提出基于静止坐标系下网侧电流跟踪电压的闭环控制。相较于传统基于旋转坐标系的控制方法,所提方法无需旋转坐标变换和电压锁相环,一定程度上减少了系统计算量和系统... 详细信息

针对电流源型整流器(CSR)输入侧滤波器引起网侧功率因数不为1的问题,提出基于静止坐标系下网侧电流跟踪电压的闭环控制。相较于传统基于旋转坐标系的控制方法,所提方法无需旋转坐标变换和电压锁相环,一定程度上减少了系统计算量和系统不稳定因素。为解决网侧电流直接跟踪电压问题,提出信号重构思想,真实反映了重构前的相位,使得不同电气量之间的跟踪成为可能。基于搭建的小功率实验平台进行验证,实验结果表明了所提方法的有效性。

关键词：电流源型整流器网侧功率因数信号重构计算量

DSP数字控制的电流源型整流器实验装置研制

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实验室研究与探索 2022年第10期41卷 106-110页

作者：郭强黄勇军杨奕何黎鹏重庆理工大学重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

为了满足电力电子课程实验及创新教学需要,设计一种基于DSP28335作为主控制器的电流源型整流器实验装置,介绍了装置的总体结构,并给出详细的设计过程及相关硬件参数。实验过程采用Matlab/Simulink自动代码生成技术,直接将代码下载到DSP... 详细信息

为了满足电力电子课程实验及创新教学需要,设计一种基于DSP28335作为主控制器的电流源型整流器实验装置,介绍了装置的总体结构,并给出详细的设计过程及相关硬件参数。实验过程采用Matlab/Simulink自动代码生成技术,直接将代码下载到DSP中,同时配合采样、驱动电路实现对整流器装置的控制;通过CCS可查看并修改程序,实验装置的电气量能够实时利用示波器进行观察。

关键词：数字信号处理控制器电流源型整流器代码生成技术

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大功率电流源型整流器平波电抗器的设计

电气传动 2010年第11期40卷 25-28页

作者：王其兵苏建徽张亚玉虞海贤教育部光伏系统工程研究中心合肥工业大学能源研究所安徽合肥230009

根据工程实践需要,针对电流源型整流器平波电抗器的取值,提供了一套方便有效的设计方法。从三相电流源型整流器触发方式出发,通过分析相控和SVM整流器输出端电压的变化,同时根据工程实践中对直流电流的波动要求,得到了几个更为合理的电... 详细信息

根据工程实践需要,针对电流源型整流器平波电抗器的取值,提供了一套方便有效的设计方法。从三相电流源型整流器触发方式出发,通过分析相控和SVM整流器输出端电压的变化,同时根据工程实践中对直流电流的波动要求,得到了几个更为合理的电抗器电感计算公式。最后对利用公式得到的电感值进行了仿真,通过仿真结果初步验证了该设计方法的可行性。

关键词：电流源型整流器相控整流空间矢量调制平波电抗器

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三相电流源型整流器调制技术与控制策略研究

三相电流源型整流器调制技术与控制策略研究

作者：穆蓝重庆理工大学

学位级别：硕士

PWM整流器因具有能量双向流动、低谐波污染等优点而广泛应用于各类电力电子装置中。电流源型整流器与电压源型整流器相比,具有功率因数可调、宽输出范围等特点,在超导储能、数据中心电源等降压场合中有着更为广阔的发展空间。本文针对... 详细信息

PWM整流器因具有能量双向流动、低谐波污染等优点而广泛应用于各类电力电子装置中。电流源型整流器与电压源型整流器相比,具有功率因数可调、宽输出范围等特点,在超导储能、数据中心电源等降压场合中有着更为广阔的发展空间。本文针对如何减少整流器网侧电流谐波、抑制直流侧电感电流纹波等问题,从工作特性、调制技术、损耗分析、控制策略等方面进行深入研究。首先,对三相CSR电流源型整流器拓扑结构及工作原理进行分析。根据Kirchhoff定律,建立了三相静止坐标系下的状态方程,并通过坐标变换,分别在两相静止坐标系、两相旋转坐标系下建立数学模型,为后续调制策略与控制方法的研究奠定理论基础。然后,从扇区划分、2/3值逻辑转换、电流矢量生成等方面对正弦脉宽调制技术和空间矢量脉宽调制技术的基本原理进行分析和对比。针对直流侧电感电流纹波较大的问题,以传统六扇区空间矢量调制技术为基础,提出一种新型十二扇区空间矢量调制策略,在不改变硬件结构基础上,通过控制电流矢量作用顺序来减小电流纹波。其次,结合所提出的调制策略,量化分析IGBT的开关损耗与导通损耗,并由分析结果绘制损耗分布图。由于整流器系统易受网侧滤波器参数影响,提出一种具有相位修正的改进型间接电流控制策略,通过在每相调制信号中引入延时角,进而提高控制系统精度,利用MATLAB/SISO工具对各控制环路中控制器零点位置和比例增益进行合理配置,使控制参数设计满足系统要求。为对网侧LC滤波器提供无功功率补偿,在d-q坐标系下提出一种基于电流补偿器的双闭环控制策略,并对电压外环、电流内环控制参数进行合理配置。利用MATLAB/Simulink进行仿真,验证了控制策略的有效性。最后,为验证上述方案的可行性,搭建实验样机。硬件系统由主电路、控制电路、驱动电路三部分构成。软件系统使用基于MATLAB/Simulink实时代码生成工具,在CCS开发环境中将程序代码编译并下载到DSP中进行实验验证,实验结果证明了调制技术与控制策略的正确性。

关键词：电流源型整流器空间矢量调制直流纹波抑制损耗分析间接电流控制

谐波振荡抑制式电流源型整流器模型预测控制策略

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山东电力技术 2023年第9期50卷 50-57页

作者：周超群刘明峰李晓悦于强刘术波国网山东省电力公司青岛供电公司山东青岛266000

电流源型整流器(current source rectifier,CSR)具有短路保护和降压能力等特点,可应用在直流微电网、数据中心和电机驱动等领域。电流源型整流器的交流侧采用LC二阶滤波器,传统控制器的设计面临着谐波振荡及参数整定难题。为此,提出一... 详细信息

电流源型整流器(current source rectifier,CSR)具有短路保护和降压能力等特点,可应用在直流微电网、数据中心和电机驱动等领域。电流源型整流器的交流侧采用LC二阶滤波器,传统控制器的设计面临着谐波振荡及参数整定难题。为此,提出一种面向谐波振荡抑制的模型预测控制方法。对影响谐波振荡现象的直流电流与滤波电容电压进行研究,提出预测方法;在此基础上,建立价值函数,并提出相对应的模型预测控制策略(model predictive control,MPC),通过该控制方案,CSR能够得到较好的稳态表现及动态响应,在运行于单位功率因数的同时,可以抑制谐波振荡现象的发生。最后,使用MATLAB搭建仿真模型,对所提控制策略的有效性进行验证。

关键词：电流源型整流器模型预测电流控制谐振抑制

面向电流源型PWM整流器直流侧电压的多环路控制策略

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电工技术学报 2022年第8期37卷 2051-2063页

作者：郭强周琛力李山重庆理工大学重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

三相电流源型PWM整流器作为低压直流配电系统有源前端时,因网侧LC滤波环节和直流侧电容的存在使系统控制难度增加。首先,在同步旋转坐标系下建立电压定向数学模型,通过控制网侧电流d轴与q轴分量,完成系统有功、无功功率的独立控制;其次... 详细信息

三相电流源型PWM整流器作为低压直流配电系统有源前端时,因网侧LC滤波环节和直流侧电容的存在使系统控制难度增加。首先,在同步旋转坐标系下建立电压定向数学模型,通过控制网侧电流d轴与q轴分量,完成系统有功、无功功率的独立控制;其次,基于相量法提出一种电容电流补偿方法,仅构建电容电压前馈通道,实现间接电流控制策略下功率因数校正;然后,采用电容电压反馈有源阻尼法对网侧LC谐振进行抑制,详细分析反馈增益对系统稳定性的影响;此外,该文通过在内环引入直流侧电感电流反馈以及阻尼因子,进一步改善系统性能;之后,利用频域法与根轨迹法对整个控制环路进行分析,辅助Matlab/SISO设计工具,在离散域中直接优化设计控制器零点位置与环路增益;最后,通过仿真和实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性。

关键词：电流源型整流器多环路有源阻尼功率因数补偿控制器设计

电流源型PWM整流器带容性负载的解耦控制方法

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电工技术学报 2016年第4期31卷 95-103页

作者：易永仙张宇李民英董培萌华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 广东志成冠军集团有限公司东莞523718

应用于不间断电源(UPS)时,三相电流源型整流器(CSR)因其直流输出端存在大电容而使得数学模型的阶数提高,增加了控制器的设计难度。针对带电容性负载的PWM型CSR建立了dq旋转坐标系中的数学模型,通过将d轴定向于交流滤波电容电压矢量,使... 详细信息

应用于不间断电源(UPS)时,三相电流源型整流器(CSR)因其直流输出端存在大电容而使得数学模型的阶数提高,增加了控制器的设计难度。针对带电容性负载的PWM型CSR建立了dq旋转坐标系中的数学模型,通过将d轴定向于交流滤波电容电压矢量,使得数学模型简化为相互解耦的直流侧和交流侧模型,进而可实现直流侧和交流侧的独立控制。进一步提出了在直流侧采用状态反馈控制来稳定直流母线电压,在交流侧引入虚拟阻抗进行网侧电流有源阻尼的控制方法,消除直流侧和交流侧之间由PWM调制过程所产生的相互影响,实现了直流侧和交流侧的解耦控制。基于40k V·A的UPS仿真和样机实验结果表明,该方法具有良好的动态性能和稳态性能。

关键词：不间断电源电流源型整流器电容性负载状态反馈有源阻尼

基于电流源型PWM整流器的高效电池充电系统设计

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电力自动化设备 2015年第6期35卷 23-30页

作者：郭强刘和平彭东林张毅刘庆重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054

为了解决目前大功率充电系统所存在的电池电压匹配、充电效率等方面的问题,采用三相电流源型整流器(CSR)作为充电系统拓扑结构。采用间接电流控制策略对网侧电压信号进行延迟修正,从而实现网侧单位功率因数控制。在传统恒压-恒流(CC-CV... 详细信息

为了解决目前大功率充电系统所存在的电池电压匹配、充电效率等方面的问题,采用三相电流源型整流器(CSR)作为充电系统拓扑结构。采用间接电流控制策略对网侧电压信号进行延迟修正,从而实现网侧单位功率因数控制。在传统恒压-恒流(CC-CV)充电策略基础上,依据电池电化学特性,提出一种基于模糊推理控制策略的CC、CV充电模式切换算法。采用频域法对CV充电模式下的控制环路传递函数进行分析,并考虑数字时间延迟对系统的影响;利用MATLAB/SISO设计工具,分别对电流内环和电压外环控制器的零点位置与环路增益进行优化,以提高系统的整体性能。仿真与实验结果验证了所提策略的正确性与可行性。

关键词：电动汽车电流源型整流器电池充电模糊控制控制器设计间接电流控制传递函数