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无电解电容五相永磁同步电机驱动系统主动阻尼控制策略

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电气工程学报 2023年第4期18卷 106-113页

作者：陈前陈鑫颜黎浩史浩韩鑫江苏大学电气信息工程学院镇江212013 上海炫杏实业有限公司上海201108 华电煤业集团数智技术有限公司北京102400

无电解电容电机驱动系统具有体积小、寿命长、可靠性高的优点。然而采用薄膜电容的电机驱动系统可能会出现直流母线电压不稳定的问题,主要表现为薄膜电容与网侧电感容易产生LC谐振导致直流母线电压出现过电压现象,且现有的谐振抑制策略... 详细信息

无电解电容电机驱动系统具有体积小、寿命长、可靠性高的优点。然而采用薄膜电容的电机驱动系统可能会出现直流母线电压不稳定的问题,主要表现为薄膜电容与网侧电感容易产生LC谐振导致直流母线电压出现过电压现象,且现有的谐振抑制策略广泛应用于三相电机,而对于五相永磁同步电机的无电解电容谐振抑制策略应用较少。为此,针对五相永磁同步电机提出一种主动阻尼的谐振抑制策略。首先基于简化驱动电路的传递函数分析了系统的不稳定性和LC谐振并构建五相永磁同步电机数学模型;其次介绍了主动阻尼电流具体的实现方式;最后将阻尼电流转化为电压指令构建反馈回路实现母线电压谐振抑制,并在仿真中验证了该方法的有效性。

关键词：无电解电容五相永磁同步电机 LC谐振主动阻尼

微电网系统中基于双二阶滤波器的主动阻尼方法

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电工技术学报 2013年第3期28卷 261-268页

作者：陆晓楠孙凯黄立培清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

微电网系统中的电力电子接口变换器通常呈并联结构,且通过LCL滤波器连接到公共母线。LCL滤波器自身具有谐振问题,特别是在并联逆变器系统中,频域分析结果中存在额外的正向谐振尖峰和反向谐振尖峰。本文在分析微电网中带有LCL滤波器的并... 详细信息

微电网系统中的电力电子接口变换器通常呈并联结构,且通过LCL滤波器连接到公共母线。LCL滤波器自身具有谐振问题,特别是在并联逆变器系统中,频域分析结果中存在额外的正向谐振尖峰和反向谐振尖峰。本文在分析微电网中带有LCL滤波器的并联逆变器系统谐振特性的基础上,采用基于双二阶滤波器的主动阻尼方法,在不引入额外的传感器和控制闭环的情况下,对并联系统中多对不稳定极点同时进行调整。该方法通过在控制系统中添加两对零极点,改变根轨迹的走向,使得多对不稳定极点均移动到z平面单位圆之内,因此系统稳定性得以保证。基于dSPACE1103搭建的实时仿真模型表明了理论分析结果。

关键词：双二阶滤波器主动阻尼 LCL滤波器微电网

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引入主动阻尼的PMSM电流环控制策略研究

电力电子技术 2019年第3期53卷 14-16页

作者：寇天明李好文郑岗杨佳瑞西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的抗扰动性能,在电流环控制器中引入主动阻尼控制,针对主动阻尼对控制系统固有延时敏感的问题,提出了一种引入主动阻尼控制加Smith预估器的控制方法。该方法采用Smith预估器对控制系统固有延时进行补偿... 详细信息

为了提高永磁同步电机(PMSM)电流环的抗扰动性能,在电流环控制器中引入主动阻尼控制,针对主动阻尼对控制系统固有延时敏感的问题,提出了一种引入主动阻尼控制加Smith预估器的控制方法。该方法采用Smith预估器对控制系统固有延时进行补偿,可降低系统延时对主动阻尼控制性能的影响,提高了电流环的动态性能,并分析了Smith预估器对模型参数失配的鲁棒性。实验结果验证了所提方法的有效性和正确性。

关键词：永磁同步电机主动阻尼系统延时

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牵引变流器主动阻尼振荡抑制策略研究

电力机车与城轨车辆 2023年第2期46卷 38-44页

作者：何文乐巫红波广州地铁集团有限公司广东广州510000

针对地铁列车牵引传动系统直流侧电压振荡导致逆变器过流封锁问题,文章提出了一种通过牵引变流器-异步电机系统建模,提取直流侧电容电压振荡信号实时修正给定转矩或转差的牵引变流器主动阻尼振荡抑制策略,并搭建仿真模型进行验证,同时... 详细信息

针对地铁列车牵引传动系统直流侧电压振荡导致逆变器过流封锁问题,文章提出了一种通过牵引变流器-异步电机系统建模,提取直流侧电容电压振荡信号实时修正给定转矩或转差的牵引变流器主动阻尼振荡抑制策略,并搭建仿真模型进行验证,同时优化牵引系统控制软件,在广州市轨道交通九号线进行现场试验。仿真及试验结果表明:主动阻尼振荡抑制策略能够很好地解决牵引变流器因直流电压振荡而导致的过流问题。

关键词：主动阻尼振荡抑制牵引变流器直流侧电压牵引电机

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三相LCL并网逆变器新型主动阻尼控制

电气传动 2020年第10期50卷 35-39页

作者：刘洋杨旭红蓝建宇上海电力学院自动化工程学院上海200090 上海空间电源研究所上海200245

针对传统三相LCL并网逆变器抑制谐振峰大都采用电容电流反馈的主动阻尼方法,采用一种新型的谐振抑制器。首先,在兼顾主动阻尼优势的基础上将谐振抑制器加入三相LCL逆变器中,对LCL型逆变器存在的固有的谐振峰进行抑制。其次,引入电网电... 详细信息

针对传统三相LCL并网逆变器抑制谐振峰大都采用电容电流反馈的主动阻尼方法,采用一种新型的谐振抑制器。首先,在兼顾主动阻尼优势的基础上将谐振抑制器加入三相LCL逆变器中,对LCL型逆变器存在的固有的谐振峰进行抑制。其次,引入电网电压前馈以增强系统的抗干扰能力;同时针对PI控制器无法实现无静差跟踪交流信号的缺点,在三相旋转坐标系下对并网电流进行控制。最后,通过仿真实验,将传统主动阻尼控制与新型主动阻尼控制进行比较,验证了该策略的可行性。

关键词： LCL并网逆变器谐振峰主动阻尼谐振抑制器

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LCL型并网逆变器的主动阻尼控制研究

LCL型并网逆变器的主动阻尼控制研究

作者：赵双双西安理工大学

学位级别：硕士

LCL型并网逆变器作为分布式电源与电网的重要接口在新能源发电系统中具有重要地位。然而,LCL型滤波器的谐振特征对并网逆变系统的稳定性带来不利影响。本文针对LCL型并网逆变器系统中的稳定性问题,研究了改善系统稳定裕度的主动阻尼方法... 详细信息

LCL型并网逆变器作为分布式电源与电网的重要接口在新能源发电系统中具有重要地位。然而,LCL型滤波器的谐振特征对并网逆变系统的稳定性带来不利影响。本文针对LCL型并网逆变器系统中的稳定性问题,研究了改善系统稳定裕度的主动阻尼方法,并提出了一种虚拟电容电流反馈控制方法。首先,本文在考虑控制延时的基础上,建立了系统的频域数学模型,分析了网侧电流反馈（Grid-side Current Feedback,GCF）控制下系统频域特征,获得了控制器增益取值范围与谐振参数之间的关系,研究了通过施加主动阻尼增加系统稳定裕度的可行性。在此基础上,揭示了公共耦合点电压vpcc前馈的主动阻尼特性,讨论了系统允许控制器增益范围与系统谐振参数之间的关系。其次,针对GCF控制下系统的稳定性问题以及vpcc前馈不能独立有效地扩大系统允许控制器增益范围问题,研究了电容电流反馈控制,分析了其等效阻尼特征,并建立了主动阻尼作用效果的统一评价体系。在该控制方法下,系统增益范围得到扩展,并增强了系统阻尼特性。另外,分析并研究了反馈通道中的低通滤波器对系统低频段特征的影响。最后,针对电容电流采样易受频率混叠影响以及系统低频谐波抑制问题,根据vpcc前馈控制及电容电流反馈的阻尼特性,提出了一种虚拟电容电流反馈控制方法。这种方法在不引入谐振控制器的情况下扩大了低频控制增益的取值空间,并且改善了并网电流在低频段的波形质量。本文对所研究内容进行了仿真分析,同时利用PE-Expert3实验平台对研究内容进行了实验验证,仿真结果与实验结果均表明本文分析方法的正确性,以及虚拟电容电流反馈控制方法的可行性与有效性。

关键词： LCL型并网逆变器电容电流反馈稳定裕度主动阻尼

LCL滤波的电压型有源整流器新型主动阻尼控制

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电工技术学报 2008年第9期23卷 86-91页

作者：黄宇淇姜新建邱阿瑞清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

提出一种主动阻尼控制方法,在传统电压空间矢量控制中引入变流器侧电感电压高频分量反馈消除LCL滤波三相电压型有源整流器电流谐振现象。考虑采样保持、运算和脉宽调制引入的控制延时,建立了包括电流控制和LCL滤波器在内的存在一个采样... 详细信息

提出一种主动阻尼控制方法,在传统电压空间矢量控制中引入变流器侧电感电压高频分量反馈消除LCL滤波三相电压型有源整流器电流谐振现象。考虑采样保持、运算和脉宽调制引入的控制延时,建立了包括电流控制和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,在z平面分析其稳定性,通过调节反馈系数调整零极点,实现了系统的稳定控制。为不增加传感器的数量,利用参数估计得到变流器侧电感电压和网侧电压,大大减少了所需的电压/电流传感器的个数。最后,给出LCL滤波三相电压型有源整流装置的仿真及实验结果,证明了提出的主动阻尼控制及稳定性分析方法的可行性。

关键词：有源整流 LCL滤波器主动阻尼被动阻尼电压空间矢量控制

基于主动阻尼振荡抑制策略解决牵引变流器直流电压振荡问题

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基于主动阻尼振荡抑制策略解决牵引变流器直流电压振荡问题

作者：何文乐华南理工大学

学位级别：硕士

现代地铁列车牵引传动系统全部将电抗器和滤波支撑电容器安装于牵引变流器直流网侧,使得直流侧电容电压波动限制在允许范围内,让系统能够稳定运行,同时直流侧滤波环节能够滤除高次谐波,在牵引逆变器发生短路时抑制短路电流并满足逆变器... 详细信息

现代地铁列车牵引传动系统全部将电抗器和滤波支撑电容器安装于牵引变流器直流网侧,使得直流侧电容电压波动限制在允许范围内,让系统能够稳定运行,同时直流侧滤波环节能够滤除高次谐波,在牵引逆变器发生短路时抑制短路电流并满足逆变器开关元件换流要求。由于牵引变流器直流侧存在负阻抗特性,系统阻尼降低,容易导致电抗器、电容器在牵引变流器低频段出现谐振,进而使得直流侧电压、电流持续振荡,严重时频繁导致逆变器过流而封锁,列车牵引丧失,造成地铁线路大晚点事件。因此,如何抑制牵引变流器直流侧电压振荡,提高系统稳定性,是本文所要研究的内容。本文的主要工作有:结合目前广州地铁9号线列车牵引系统在运用过程中产生的逆变器过流问题进行分析,研究分析当前列车出现直流侧电压振荡存在的故障模式及影响。简要介绍了异步电机的数学模型和矢量控制的基本原理,在此基础上,对逆变器和电机进行了更为准确的数学建模,推导并验证了逆变器输入导纳的传递函数表达式,并利用Nyquist稳定判据,对负阻抗不稳定性导致直流侧电压电流振荡的机理进行了详细分析。文献中常用的建模方法是将逆变器视为理想的恒功率源,分析了该方法由于简化近似带来的误差。经过分析可以看出,牵引系统的输入导纳不仅取决于电机本身的物理特性,而且和控制方法、当前的稳态工况有极大地联系。本文通过牵引变流器-异步电机系统建模借鉴文献中的提取直流侧电容电压振荡信号实时修正给定转矩或转差的牵引变流器主动阻尼稳定性振荡抑制策略,搭建了仿真模型,利用MATLAB仿真工具对牵引变流器直流侧振荡不稳定现象以及主动阻尼稳定控制策略进行了仿真验证。

关键词：负阻抗不稳定性 Nyquist 电容电压振荡信号主动阻尼

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基于RDT的隔振平台自适应主动阻尼研究

仪器仪表学报 2008年第5期29卷 1063-1068页

作者：何建忠上海理工大学计算机工程学院上海200093

精密气垫式隔振平台的主动阻尼是一项新技术,可有效地抑制气垫固有的谐振现象。在数学模型分析的基础上,作者提出了关于质心的3自由度独立主动阻尼的方法来消除多自由度系统中再耦合现象,同时给出了该独立主动阻尼条件及速度反馈形式。... 详细信息

精密气垫式隔振平台的主动阻尼是一项新技术,可有效地抑制气垫固有的谐振现象。在数学模型分析的基础上,作者提出了关于质心的3自由度独立主动阻尼的方法来消除多自由度系统中再耦合现象,同时给出了该独立主动阻尼条件及速度反馈形式。之后讨论了在随机扰动条件下将随机减量技术应用于隔振平台多自由度阻尼系数的非参数特征量辨识的方法,解决主动阻尼中参数自适应的关键问题。在此基础上进一步探讨关于最佳阻尼的最优化直接法搜索算法并介绍了隔振平台的3自由自适应主动阻尼实现原理及其结构方框图。最后详细给出了研究结果及其实际使用效果.

关键词：隔振平台主动阻尼自适应控制随机减量技术