检索结果-南通市图书馆

低开关频率对并网逆变器控制环节的影响及补偿方法

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电力系统自动化 2020年第17期44卷 111-122页

作者：张志坚荆龙赵宇明吴学智王晶晶杨晋升北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京市100044 深圳供电局有限公司广东省深圳市518000 北京电动车辆协同创新中心北京市100044

为了防止大功率并网逆变器网侧LCL滤波器所导致的谐振问题,通常采用无源阻尼方法进行谐振抑制。但是传统的无源阻尼方法未考虑数字延时对系统稳定性的影响,通过在离散域和连续域建模结合奈奎斯特稳定判据分析,得出采用准比例-谐振(QPR)... 详细信息

为了防止大功率并网逆变器网侧LCL滤波器所导致的谐振问题,通常采用无源阻尼方法进行谐振抑制。但是传统的无源阻尼方法未考虑数字延时对系统稳定性的影响,通过在离散域和连续域建模结合奈奎斯特稳定判据分析,得出采用准比例-谐振(QPR)控制时,低开关频率下的数字延时角会导致无源阻尼方法在谐振频率附近出现负穿越。这个特性会导致电流环不能稳定运行,并进一步得出QPR控制下的无源阻尼系统稳定性不受电网阻抗变化的影响。为了保证低开关频率下电流环的稳定性,提出采用具有低通特性的超前环节补偿QPR控制器谐振频率相位滞后的方法,给出了超前补偿的设计步骤。最后,仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器准比例-谐振控制器低开关频率电流环稳定性超前补偿

低开关频率下双定子感应电机SVPWM同步调制策略研究

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中国电机工程学报 2017年第13期37卷 3883-3891页

作者：王琛琛王堃游小杰周明磊北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044

在铁路等大功率牵引传动系统中,由于开关损耗和散热条件等因素的限制,逆变器的最高开关频率通常受到严格的限制,此时需要采用多模式调制技术。在分析现有24扇区空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术的基础... 详细信息

在铁路等大功率牵引传动系统中,由于开关损耗和散热条件等因素的限制,逆变器的最高开关频率通常受到严格的限制,此时需要采用多模式调制技术。在分析现有24扇区空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术的基础上,提出了3种具有不同脉冲数的SVPWM同步调制策略,这些调制方法适用于两电平六相电压型逆变器供电的不对称双定子感应电机。通过对比分析3种调制策略的谐波特性,提出了一套适用于大功率牵引传动系统在低开关频率条件下的多模式SVPWM调制策略;同时,也提出了多模式调制的切换策略。通过仿真和实验,对提出的多模式SVPWM调制策略进行了验证,并实现了不同调制模式之间的平滑切换。

关键词：大功率牵引传动系统低开关频率空间矢量脉宽调制同步调制双定子感应电机

低开关频率下LCL型并网变流器复矢量分析及改进解耦控制

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电网技术 2018年第9期42卷 2821-2829页

作者：肖琦唐芬辛振周家宇陈鹏飞 Poh Chiang Loh 姜久春国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044 香港中文大学电子工程系香港999077 北京电动车辆协同创新中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044

同步旋转坐标系（dq）下的比例积分控制在并网变流器中得到广泛应用。由于滤波器和数字延迟的dq模型均存在轴间耦合并且两者相互影响,低开关频率下LCL型并网变流器的建模和解耦控制变得极具挑战。针对该问题,在对同步旋转坐标系下的LCL... 详细信息

同步旋转坐标系（dq）下的比例积分控制在并网变流器中得到广泛应用。由于滤波器和数字延迟的dq模型均存在轴间耦合并且两者相互影响,低开关频率下LCL型并网变流器的建模和解耦控制变得极具挑战。针对该问题,在对同步旋转坐标系下的LCL型并网变流器采用复矢量进行建模的基础上,通过双边频响特性曲线和零极点图对传统状态反馈和相位补偿进行了系统分析,揭示了不同位置相位补偿对系统相位裕度和解耦性能的影响关系,在此基础上提出了一种改进解耦控制方法,通过在状态反馈环内和调节器输出端依次设计相位补偿,在有效调节和改善动态性能的同时保证系统具有较好的解耦性能。最后,仿真及实验结果表明所提方法具有很好的解耦效果,同时能有效减小系统超调量和调节时间。

关键词：解耦控制相位补偿状态反馈低开关频率 LCL滤波器复矢量

低开关频率下三相PWM整流器电流解耦控制研究

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电机与控制学报 2017年第1期21卷 51-58页

作者：王颖杰王文超左慧芳齐东迁吴迪中国矿业大学电气与动力工程学院江苏徐州221008 电光防爆科技股份有限公司浙江温州325600 淮海工学院电子工程学院江苏连云港222005

在中高压大功率PWM整流器中,功率器件工作在较低开关频率下,这造成了PWM发波和采样延时增加,使得控制时dq轴电流分量交叉耦合严重,不利于系统控制。为解决这一问题,基于传递函数阵模型,定义耦合度函数对系统耦合进行分析。分析表明,随... 详细信息

在中高压大功率PWM整流器中,功率器件工作在较低开关频率下,这造成了PWM发波和采样延时增加,使得控制时dq轴电流分量交叉耦合严重,不利于系统控制。为解决这一问题,基于传递函数阵模型,定义耦合度函数对系统耦合进行分析。分析表明,随着开关频率的降低,系统耦合愈加严重,传统解耦控制已无法适用。结合串联解耦和状态反馈,提出一种新型的解耦控制策略。该策略在不同的开关频率下,均能有效地消除系统的交叉耦合,实现dq轴电流的独立控制。同时,解耦后系统得到了简化,利于控制器设计,提高系统的控制性能。实验结果验证了理论分析的正确性与所提解耦控制策略的可行性。

关键词：传递函数阵低开关频率交叉耦合 PWM整流器

低开关频率下SHEPWM和SVPWM同步调制策略比较研究

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电工技术学报 2015年第14期30卷 333-341页

作者：王堃游小杰王琛琛周明磊北京交通大学电气工程学院北京100044

在大功率牵引传动系统中,由于受到开关损耗和散热条件等限制,逆变器最高开关频率通常比较低,只有几百赫兹,因此在高速运行区需要采用同步调制技术。针对铁路系统大功率低开关频率的特点,本文对SHEPWM和SVPWM两种同步调制技术的基本原理... 详细信息

在大功率牵引传动系统中,由于受到开关损耗和散热条件等限制,逆变器最高开关频率通常比较低,只有几百赫兹,因此在高速运行区需要采用同步调制技术。针对铁路系统大功率低开关频率的特点,本文对SHEPWM和SVPWM两种同步调制技术的基本原理进行了深入的分析与研究,总结了SHEPWM开关角的计算方法,介绍了五种常用的SVPWM同步调制策略。为了直观地比较SHEPWM和SVPWM的整体性能,本文从磁链轨迹、线电压谐波分布、线电压谐波畸变因数以及DSP数字化实现的难易程度等几个方面对两种调制方法进行了详细的对比分析,得出当载波比较高时(通常载波比不小于7),SHEPWM整体谐波性能较好,而当载波比较低时,SVPWM具有更大谐波优势;同时SVPWM具有算法简单,更易于数字化实现等优点。

关键词：大功率牵引传动系统空间矢量脉宽调制特定次谐波消除 PWM 同步调制低开关频率

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低开关频率下三电平逆变器的中点电位控制

电机与控制学报 2015年第9期19卷 61-66页

作者：袁庆庆伍小杰戴鹏夏鲲上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

为减少大功率变换器功耗,需降低器件开关频率,但将造成输出侧电流谐波含量显著增加,影响三电平逆变器中点电位控制精度。为解决这一问题,以二极管箝位型三电平逆变器为对象,在分析低开关频率对中点电位影响的基础上,明确了三电平逆变器... 详细信息

为减少大功率变换器功耗,需降低器件开关频率,但将造成输出侧电流谐波含量显著增加,影响三电平逆变器中点电位控制精度。为解决这一问题,以二极管箝位型三电平逆变器为对象,在分析低开关频率对中点电位影响的基础上,明确了三电平逆变器低开关频率分段调制的理论分界点。针对低调制度区域所采用的常规SVPWM算法,提出了一种基于桥臂优化选取的中点电位控制方法,该方法只需判断中点电位差,无需引入输出侧电流,从而避免了低开关频率下电流畸变严重对电流极性的影响,有效保证了中点电位平衡。仿真及实验验证了该中点控制方案在开关频率500 Hz时,仍能保持较好的中点电位误差在1%Vdc之内。

关键词：三电平低开关频率中点电位分段调制分界点桥臂优化选取

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低开关频率下双三相感应电机矢量控制策略

电工技术学报 2018年第8期33卷 1732-1741页

作者：王琛琛王堃游小杰周明磊北京交通大学电气工程学院北京100044

双三相感应电机以其自身特有的优点,特别适用于轨道交通等低压、大功率、可靠性要求高的应用场合。在大功率牵引传动系统中,因开关损耗和散热条件等限制,逆变器的最高开关频率通常不超过1kHz。根据多模式调制的特点,提出低开关频率条件... 详细信息

双三相感应电机以其自身特有的优点,特别适用于轨道交通等低压、大功率、可靠性要求高的应用场合。在大功率牵引传动系统中,因开关损耗和散热条件等限制,逆变器的最高开关频率通常不超过1kHz。根据多模式调制的特点,提出低开关频率条件下双三相感应电机矢量控制策略,主要包括磁链观测、基波(αβ)平面电流调节器、谐波(xy)平面电流调节器、相位调节器以及磁场定向校正策略。此外,针对方波工况下电压幅值无法调节问题,提出方波工况下的改进型矢量控制策略。通过仿真系统和小功率实验平台,验证了所提出的低开关频率下矢量控制策略的正确性和可行性。

关键词：双三相感应电机矢量控制低开关频率同步调制方波

低开关频率下电励磁同步电机的MATLAB仿真研究

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系统仿真学报 2018年第6期30卷 2168-2174页

作者：袁庆庆宋斌杨娜上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

功率器件的开关损耗是大功率变频调速系统的主要能耗之一,低开关频率运行是改善能耗问题的有效措施,但会造成变频器输出谐波畸变严重、控制效果不佳的问题。以电励磁同步电机为对象,研究了一种适用于低开关频率运行的特定谐波消除的脉... 详细信息

功率器件的开关损耗是大功率变频调速系统的主要能耗之一,低开关频率运行是改善能耗问题的有效措施,但会造成变频器输出谐波畸变严重、控制效果不佳的问题。以电励磁同步电机为对象,研究了一种适用于低开关频率运行的特定谐波消除的脉冲调制策略,给出了基于MATLAB软件的开关角求解算法。针对该策略特定谐波消除、整体谐波能量迁移的特点,提出了一种简单LC电路进行谐波能量滤除的方法。基于MATLAB仿真环境搭建了电励磁同步电机的控制系统,验证了所设计方案的有效性与可行性。

关键词：电励磁同步电机低开关频率特定谐波消除 MATLAB仿真谐波能量迁移

低开关频率下基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

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低开关频率下基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

作者：赵布威北京交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度高、体积小等一系列优点,在新能源汽车与轨道交通领域有着广泛的应用。永磁同步电机的高性能矢量控制需要准确的转子位置信息,安装位置传感器会增加系统的体积与成本... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度高、体积小等一系列优点,在新能源汽车与轨道交通领域有着广泛的应用。永磁同步电机的高性能矢量控制需要准确的转子位置信息,安装位置传感器会增加系统的体积与成本,而无位置传感器控制可以节约成本,提高系统的可靠性,且不受应用环境的限制。本文对基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制进行了研究。论文的主要研究内容如下:在旋转坐标系下设计了低增益的基于Sigmoid函数的滑模观测器与高增益的Super-twisting滑模观测器观测反电势。传统的锁相环位置观测器在电机的加速过程中估算的转子位置会存在偏差,本文对这一现象从理论上进行分析并采用一种新型的滑模位置观测器,它能够实现对转速的无静差跟踪。永磁同步电机的定子电阻与转子磁链受温度的影响,交直轴电感的大小受磁路饱和的影响。电机参数偏移会影响到电机转矩输出与转子位置估算的精度。通过引入灵敏度函数的概念,理论上分析了定子电阻、转子磁链、交直轴电感变化对观测的有效磁链相位的影响。仿真与实验验证了理论分析中直轴电感与转子磁链变化不会影响到有效磁链相位的结论。针对无位置传感器控制下的永磁同步电机多参数在线辨识中存在的欠秩问题,利用永磁同步电机的谐波分量提高辨识的自由度。由于在同步调制阶段开关角由调制比决定,开关频率不固定,无法通过信号注入的方法构建满秩方程。本文首先对低开关频率下永磁同步电机的谐波电压与谐波电流表达式进行了推导,并使用带通滤波器对谐波分量进行了提取。接着根据永磁同步电机的基波模型与谐波模型实现了对永磁同步电机的直轴电感、交轴电感与转子磁链的在线辨识。通过Simulink仿真与永磁同步电机对拖平台,对基于滑模观测器的两种无位置方法、电机参数变化时转子位置估算及无位置传感器控制下的多参数在线辨识进行了仿真与实验验证。离线仿真与实验结果都证明了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

关键词：低开关频率无位置传感器控制滑模观测器谐波分量多参数辨识