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带恒功率负载的三相电压型PWM整流器无源控制研究
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作者 王诗岳 王久和 +1 位作者 李建国 张雅静 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第3期229-238,共10页
针对三相电压型PWM整流器带恒功率负载可能会导致不稳定的问题,采用了三相电压型PWM整流器的无源控制策略,该策略通过建立三相电压型PWM整流器带恒功率负载的EL模型,设计无源控制器。同时,引入了功率观测器来实时观测实际工程当中未知... 针对三相电压型PWM整流器带恒功率负载可能会导致不稳定的问题,采用了三相电压型PWM整流器的无源控制策略,该策略通过建立三相电压型PWM整流器带恒功率负载的EL模型,设计无源控制器。同时,引入了功率观测器来实时观测实际工程当中未知的功率,并通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明,与PI双闭环控制、外环PI内环无源控制策略相比,本文所提出的控制策略具有较强的动态和稳态性能,证明了所提控制策略的可行性。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 恒功率负载 控制 功率观测器
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不平衡电网下电流源型PWM整流器改进型无差拍控制 被引量:1
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作者 肖蕙蕙 何黎鹏 +3 位作者 郭强 黄勇军 胡前云 张越飞 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期119-127,共9页
三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭... 三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭示出系统直流侧和网侧电流产生低次谐波的机理。其次,根据瞬时功率理论设计内环电流参考指令,并利用无差拍控制实现网侧电流对参考电流的跟踪。然而传统无差拍控制存在延时问题,将影响网侧电流的跟随性能,造成电能质量下降。为解决该问题,提出了网侧电流内环改进型无差拍控制,利用两步预测法补偿系统延时。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证所提控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提方法能有效抑制直流侧和网侧电流低次谐波,实现网侧电流正弦化和直流侧电压稳定输出。 展开更多
关键词 电流pwm整流器 不平衡电网电压 改进无差拍控制 谐波分析
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三相电压型PWM整流器的虚拟转矩冲量平衡控制策略 被引量:1
3
作者 张成糕 王宇 +2 位作者 张艺 郝雯娟 夏宇航 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期150-160,共11页
模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制... 模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制策略,从而使直流侧电压仅经过1次调节即可实现快速收敛。为了实现此策略,首先,根据数学模型推导得到了虚拟转矩的表达式;其次,根据负载突变前、后直流侧输出电压保持不变,同时结合功率守恒原则,分析建立了负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制方程,求得零矢量与前进矢量的作用时间;最后,通过仿真和实验实现了三相电压型PWM整流器系统负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制,验证了所提算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 预测控制 动态性能 虚拟转矩冲量平衡控制策略 负载突变
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三相电压源型PWM整流器不平衡控制策略研究 被引量:19
4
作者 张宏杰 张辑 孙祖明 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第22期13-16,共4页
主要研究了PWM整流器在电网电压不平衡时的数学模型和基于该数学模型的控制策略。首先,分析了PWM整流器在不平衡时用正序电动势、负序电动势和零序电动势描述的数学模型。然后,利用网侧功率平衡原理设计了电流指令计算方法。基于这种方... 主要研究了PWM整流器在电网电压不平衡时的数学模型和基于该数学模型的控制策略。首先,分析了PWM整流器在不平衡时用正序电动势、负序电动势和零序电动势描述的数学模型。然后,利用网侧功率平衡原理设计了电流指令计算方法。基于这种方法,设计了正负序电流独立控制的功率平衡控制策略。正负序电流独立控制最后将正负序电压信号合成为一个电压信号。通过仿真,进一步验证了该方法是可行的。 展开更多
关键词 电压pwm整流器(vsr) 矢量控制 不平衡控制 正负序电流
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三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述 被引量:100
5
作者 程启明 程尹曼 +2 位作者 薛阳 胡晓青 王映斐 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期145-155,共11页
控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可... 控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM整流器控制策略的发展趋势。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 控制方法 综述 双闭环控制 直接电流控制
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基于LCL滤波器的电压源型PWM整流器控制策略综述 被引量:54
6
作者 孙蔚 伍小杰 +1 位作者 戴鹏 周娟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期90-96,共7页
三相电压源型PWM整流器交流侧每相通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容达到较好的滤波效果。但是电容支路的引入,将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果。本文以三相电压源型PWM整流器为例给出了LCL滤波器... 三相电压源型PWM整流器交流侧每相通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容达到较好的滤波效果。但是电容支路的引入,将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果。本文以三相电压源型PWM整流器为例给出了LCL滤波器的数学模型,并对基于LCL滤波器三相电压源型PWM整流器的直接功率控制、三闭环控制和无差拍控制的控制策略进行分析和比较。最后,展望了基于LCL滤波器的PWM整流器控制策略的研究热点和研究方向。 展开更多
关键词 LCL滤波器 电压pwm整流器 控制策略
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基于PCHD模型的三相四线电压型PWM整流器无源控制 被引量:14
7
作者 王久和 张巧杰 +1 位作者 李萍 张金龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期354-361,共8页
本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确... 本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确定出dq0坐标系下的开关函数是简单的代数表达式,可简化控制结构。由于无源控制器是在保证稳定的前提下,由注入阻尼的大小就可调节整流器的性能,具有易于调试和工程实现的特点。计算机仿真结果证实了基于PCHD模型三相四线电压型PWM整流器无源控制的可行性。 展开更多
关键词 三相四线电压pwm整流器 能量存储函数 注入阻尼
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LCL滤波的三相电压型PWM整流器无传感器有源阻尼控制方法 被引量:13
8
作者 郭希铮 游小杰 李欣然 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S1期91-96,共6页
三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中... 三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中考虑了由于PWM更新引入的一拍延迟。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 谐振 LCL滤波器 阻尼
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三相四线电压型PWM整流器混合无源控制 被引量:7
9
作者 王久和 张巧杰 王勉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期212-217,共6页
建立了三相四线电压型PWM整流器在两相同步旋转dq0坐标系下的EL(Euler-Lagrange,EL)数学模型。根据控制目标,基于PWM整流器的EL模型,结合PI控制器设计了混合无源控制器。为实现误差能量函数快速收敛到期望平衡点,采用了阻尼注入方法设... 建立了三相四线电压型PWM整流器在两相同步旋转dq0坐标系下的EL(Euler-Lagrange,EL)数学模型。根据控制目标,基于PWM整流器的EL模型,结合PI控制器设计了混合无源控制器。为实现误差能量函数快速收敛到期望平衡点,采用了阻尼注入方法设计了无源控制器;进而确定出dq0坐标系下所需的开关函数。由于无源控制器是在保证PWM整流器稳定的前提下,由阻尼注入和PI控制器参数的大小调节PWM整流器的动态和静态性能,具有易于调试和工程实现的特点。电网平衡和不平衡情况下仿真表明了三相四线电压型PWM整流器混合无源控制器应用的可行性。 展开更多
关键词 电压pwm整流器 混合无控制器 存储函数 注入阻尼 PI控制器
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基于EL模型的三电平电压型PWM整流器的无源与PI相结合控制方法研究 被引量:4
10
作者 徐升升 王久和 +1 位作者 慕小斌 顾问 《电源学报》 2011年第6期45-48,53,共5页
为了提高三电平电压型PWM整流器的性能,论文提出了基于EL模型的无源控制与PI控制相结合的控制方法。根据三相四线三电平整流器主电路拓扑结构,建立了dq坐标系下的EL模型。基于EL模型,采用注入耗散矩阵的方法,并与PI控制方法相结合,设计... 为了提高三电平电压型PWM整流器的性能,论文提出了基于EL模型的无源控制与PI控制相结合的控制方法。根据三相四线三电平整流器主电路拓扑结构,建立了dq坐标系下的EL模型。基于EL模型,采用注入耗散矩阵的方法,并与PI控制方法相结合,设计了无源控制器。该方法使整流器具有较低的谐波失真、单位功率因数等优点。仿真结果验证了基于无源与PI相结合设计的非线性控制器的可行性。 展开更多
关键词 三电平电压pwm整流器 EL模 控制 PI控制
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电压源型PWM整流器直流母线电压的消抖方法 被引量:1
11
作者 陈建生 章玮 徐海亮 《机电工程》 CAS 2012年第9期1085-1089,1099,共6页
直流母线电压的稳定性是PWM整流器的一个重要指标。在电网电压不平衡且(或)含有低次电力谐波时,传统的控制方法不能消除直流母线电压的抖动。为解决这一问题,首先深入分析了电网电压不平衡且含有5次、7次谐波分量对电压源型PWM整流器的... 直流母线电压的稳定性是PWM整流器的一个重要指标。在电网电压不平衡且(或)含有低次电力谐波时,传统的控制方法不能消除直流母线电压的抖动。为解决这一问题,首先深入分析了电网电压不平衡且含有5次、7次谐波分量对电压源型PWM整流器的直流母线电压稳定性的影响;进而提出了一种基于比例积分-谐振(PI-R)的控制策略,并详细分析了电流控制指令计算和PI-R控制器的设计方案。1 MW PWM整流器的仿真结果表明,所提出的控制策略能显著抑制直流母线电压的波动,并提高系统的安全运行性能。 展开更多
关键词 电压pwm整流器 谐波畸变 比例积分-谐振控制器 直流母线电压
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三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计 被引量:72
12
作者 史伟伟 蒋全 +2 位作者 胡敏强 唐国庆 蒋平 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期50-55,共6页
提出了一套主电路设计方法 .首先利用状态空间平均法建立了三相PWMVSR的数学模型 ,并在此基础之上进一步建立了三相PWMVSR的等效电路模型 ;然后根据上述模型分别对三相PWMVSR的交流侧和直流侧进行了理论分析 ;最后着重分析讨论了交流电... 提出了一套主电路设计方法 .首先利用状态空间平均法建立了三相PWMVSR的数学模型 ,并在此基础之上进一步建立了三相PWMVSR的等效电路模型 ;然后根据上述模型分别对三相PWMVSR的交流侧和直流侧进行了理论分析 ;最后着重分析讨论了交流电感、直流电压、直流电容等参数的选择 .这对三相PWMVSR的主电路设计有着理论指导作用 . 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 功率电路 矢量控制pwm 数学模 主电路设计 pwmvsr
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电流型PWM整流器低电压应力空间矢量PWM(SVPWM)研究 被引量:39
13
作者 张兴 季建强 +2 位作者 余勇 刘正之 张崇魏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期144-149,共6页
为了有效降低三相电流型PWM整流器(CSR)功率管的电压应力,提高CSR运行可靠性,在详细分析了三相CSR功率管换相过程基础上,提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序,使原本不处于自然换... 为了有效降低三相电流型PWM整流器(CSR)功率管的电压应力,提高CSR运行可靠性,在详细分析了三相CSR功率管换相过程基础上,提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序,使原本不处于自然换相的功率管处于自然换相状态,从而降低了三相CSR功率管的电压应力。另外,由于采用了SVPWM控制,使得三相CSR具有电流利用率高、开关损耗小、动态响应快等优点。因此,新方案特别适合于大功率三相CSR变流系统的设计。理论分析和试验结果证明了方案的正确性。 展开更多
关键词 电流pwm整流器 控制策略 电流矢量 电压应力 空间矢量调制 pwm
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三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究 被引量:141
14
作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 卢至锋 胡宗波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期97-103,共7页
该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相... 该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 状态反馈 线性化解耦控制 微分几何理论 非线性模
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基于内模控制的三相电压型PWM整流器不平衡控制策略研究 被引量:99
15
作者 张兴 季建强 +1 位作者 张崇巍 丁明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第13期51-56,共6页
该文提出了在αβ静止坐标系中采用内模控制的三相VSR不平衡控制方案,不仅实现了正负序电流的无差跟踪控制,而且使系统获得了强鲁棒性;另外,该文还提出了一种不平衡指令电流算法,实现了电网不平衡时三相VSR平均有功、无功功率的独立控制... 该文提出了在αβ静止坐标系中采用内模控制的三相VSR不平衡控制方案,不仅实现了正负序电流的无差跟踪控制,而且使系统获得了强鲁棒性;另外,该文还提出了一种不平衡指令电流算法,实现了电网不平衡时三相VSR平均有功、无功功率的独立控制,解决了以往不平衡指令电流算法只能实现三相VSR单位功率因数运行的局限性。样机试验论证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 电力电子 不平衡电压 电压pwm整流器 内模控制 正序、负序电流
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基于LCL滤波的大功率三相电压型PWM整流器 被引量:24
16
作者 李欣然 郭希铮 +2 位作者 王德伟 郝瑞祥 游小杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期79-84,共6页
三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运... 三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数,同时从离散域分析了采用无源阻尼时系统的稳定性。在此基础上,本文研制了一台500kW三相电压型PWM整流器样机,实验结果验证了上述分析方法的有效性。 展开更多
关键词 三相电压pwm整流器 LCL滤波器 谐振频率 阻尼
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三相电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制 被引量:1
17
作者 王新刚 顾臻 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第5期113-117,136,共6页
为降低模型参数分散和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,解决非仿射结构带来的控制困难的问题,提出基于功率量测与扩展虚拟控制函数相结合的电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制方法。仿真结果表明:当输入电压幅值变化为1.5倍时,采用... 为降低模型参数分散和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,解决非仿射结构带来的控制困难的问题,提出基于功率量测与扩展虚拟控制函数相结合的电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制方法。仿真结果表明:当输入电压幅值变化为1.5倍时,采用该控制方法后,可将传统的比例积分控制实现的整流输出电压稳定时间由0.15 s减小为0.10 s,并且交流输入交轴电流的谐波含量由原来的2 A减小至0.2 A之内。物理测试结果进一步验证所提方法的正确性,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有一定参考意义。 展开更多
关键词 电压pwm整流器 非线性L2增益控制 稳定控制 功率量测 干扰抑制
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三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器 被引量:63
18
作者 陈瑶 金新民 童亦斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期124-129,共6页
提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法。与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本。在中大功率应用场合,其优势更为明显。在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,... 提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法。与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本。在中大功率应用场合,其优势更为明显。在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,并对所设计的LCL滤波器进行了仿真和实验验证。实验结果表明,经过LCL滤波,系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱,从而验证了该设计方案的优越性。 展开更多
关键词 LCL滤波器 三相电压 pwm整流器 谐波分析 功率因数
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三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略 被引量:26
19
作者 黄晶晶 张爱民 +2 位作者 陈晓菊 张杭 王建华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第18期128-133,共6页
首先,提出了一种直接功率控制改进策略,用以解决三相电压型脉冲宽度调制整流器采用传统直接功率控制时存在的扇区判断算法复杂和无功功率周期性波动问题。该改进策略设置2个开关表,对无功功率误差进行判断,并根据误差大小选择不同的开... 首先,提出了一种直接功率控制改进策略,用以解决三相电压型脉冲宽度调制整流器采用传统直接功率控制时存在的扇区判断算法复杂和无功功率周期性波动问题。该改进策略设置2个开关表,对无功功率误差进行判断,并根据误差大小选择不同的开关表。然后,对所提出的扇区判断方法进行了分析,该方法避免了复杂的坐标变换和反正切函数运算;给出了2个开关表的选择原则,即分别以最大限度地降低开关损耗和提高无功功率响应速度为原则。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与传统直接功率控制进行对比。仿真结果表明,该改进策略不仅取得了更低的交流侧电流谐波总畸变率,同时有功功率、无功功率到达稳态的时间也提前近38.5%。 展开更多
关键词 三相整流器 脉冲宽度调制 电压变换器 直接功率控制 谐波总畸变率 双开关表
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三相四线系统中三相电压型PWM整流器控制策略 被引量:24
20
作者 陈瑶 金新民 童亦斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期64-68,共5页
对三相四线系统中三相电压型PWM整流器的电压定向控制算法进行了全面分析,给出了新的数学模型、基本方程和控制框图,并对电压平衡控制和脉宽调制策略两个关键问题做了重点说明。为验证算法的正确性与可行性,搭建了基于Matlab7.1的仿真... 对三相四线系统中三相电压型PWM整流器的电压定向控制算法进行了全面分析,给出了新的数学模型、基本方程和控制框图,并对电压平衡控制和脉宽调制策略两个关键问题做了重点说明。为验证算法的正确性与可行性,搭建了基于Matlab7.1的仿真模型对系统进行全面仿真。结果表明,该控制策略性能可靠,计算简洁,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 三相四线 三相电压pwm整流器 电压定向控制 电压平衡控制
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