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 被引量：9

1

作者 肖蕙蕙 周琛力 +2 位作者 郭强 李山 周青青 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期5250-5260,共11页

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... 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。 展开更多

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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DSP数字控制的电流源型整流器实验装置研制 被引量：1

2

作者 郭强 黄勇军 +1 位作者 杨奕 何黎鹏 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第10期106-110,共5页

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... 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。 展开更多

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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面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制 被引量：2

3

作者 王森 杨奕 +2 位作者 郭强 马雯 黄勇军 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期216-225,共10页

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Mod... 电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 电流源型整流器 模型预测控制 双矢量 功率控制

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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

4

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 电流源型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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基于电流源型PWM整流器的高效电池充电系统设计 被引量：7

5

作者 郭强 刘和平 +2 位作者 彭东林 张毅 刘庆 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期23-30,共8页

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... 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。 展开更多

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

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面向电流源型PWM整流器直流侧电压的多环路控制策略 被引量：15

6

作者 郭强 周琛力 李山 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2051-2063,共13页

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... 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。 展开更多

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

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离散化状态反馈解耦控制的三相电流源型PWM整流器控制策略 被引量：1

7

作者 程启明 张强 +1 位作者 程尹曼 陈明超 《电测与仪表》 北大核心 2017年第6期74-80,共7页

三相电流源型PWM整流器(Current Source Rectifier,CSR)是一种多变量、强耦合的非线性对象,这种复杂对象的控制较为困难。三相CSR通常都采用双级环路控制结构的直接电流控制方式,但常用的直接电流控制方式都存在一些问题,本文提出采用... 三相电流源型PWM整流器(Current Source Rectifier,CSR)是一种多变量、强耦合的非线性对象,这种复杂对象的控制较为困难。三相CSR通常都采用双级环路控制结构的直接电流控制方式,但常用的直接电流控制方式都存在一些问题,本文提出采用离散化状态反馈解耦控制器对该对象进行控制,可以解决其控制问题。文中分析了三相CSR数学模型及直接电流控制原理,讨论了离散化状态反馈解耦控制方法,搭建了这种控制方法的仿真模型,仿真结果说明了本文所提方法的优势,其控制效果要好于传统的PID控制方法。 展开更多

关键词 电流源型整流器 电压源型整流器 直接电流控制 双级环路控制结构 离散化状态反馈解耦控制

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电流源型PWM整流器带容性负载的解耦控制方法 被引量：15

8

作者 易永仙 张宇 +1 位作者 李民英 董培萌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期95-103,共9页

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... 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。 展开更多

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

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电流源型PWM整流器交直流侧解耦控制策略研究 被引量：1

9

作者 肖蕙蕙 奥琳芳 +1 位作者 郭强 李山 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期133-141,共9页

三相电流源型整流器CSR(current source rectifier)作为恒压源输出时,直流侧并联大电容,使系统建模复杂度及控制难度大大增加,针对这一问题,将d轴定向于交流侧电容电压,简化d-q坐标系下动态数学模型。为抑制谐振和直流侧电压谐波,首先... 三相电流源型整流器CSR(current source rectifier)作为恒压源输出时,直流侧并联大电容,使系统建模复杂度及控制难度大大增加,针对这一问题,将d轴定向于交流侧电容电压,简化d-q坐标系下动态数学模型。为抑制谐振和直流侧电压谐波,首先设计了一种交流侧采用虚拟电阻的有源阻尼控制,直流侧采用状态反馈控制的策略。通过整定状态反馈系数回馈状态变量来控制输出变量,提高系统的动态响应特性及直流稳压性能;利用高通滤波器,降低直流侧低频信号对交流侧的影响;因直流侧LC低频滤波特性,抑制了交流侧高频信号的影响,从而实现交直流侧的独立解耦控制。其次,调节q轴开关分量来实现网侧单位功率因数运行。最后采用Matlab/Simulink仿真验证该控制策略的合理性和可行性。 展开更多

关键词 电流源型整流器 状态反馈 有源阻尼 交直流侧解耦控制

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基于IGCT串联的电流源型融冰装置 被引量：1

10

作者 曾华荣 翁幸 +4 位作者 杨旗 许逵 马晓红 周天吉 赵彪 《广东电力》 北大核心 2024年第1期111-124,共14页

针对冬季输电线路覆冰问题,提出一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)串联的电流源型直流融冰装置及其控制方法。该融冰装置采用电流源型整流器拓扑,兼有直流侧融冰与交流侧无功补偿的功能。所提控... 针对冬季输电线路覆冰问题,提出一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)串联的电流源型直流融冰装置及其控制方法。该融冰装置采用电流源型整流器拓扑,兼有直流侧融冰与交流侧无功补偿的功能。所提控制方法首先采用瞬时功率理论分解交流侧的瞬时有功、无功,根据融冰功率与交流侧无功补偿需求分别进行有功、无功双环解耦控制。为节约装置成本、减少传感器使用,提出一种不依赖电容电压传感器的控制方法,通过网侧电压、电流的差分计算得到LC滤波器的电容电压。为抑制高频谐波对控制系统的不良影响,引入虚拟电阻控制单元对LC滤波器的高频谐波进行前馈抑制。最后,考虑具体应用场景设计1台交流侧电压10 kV、最大融冰电流1000 A的融冰装置样机,通过实验验证了所提技术方案和控制方法的有效性。 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管 电流源型整流器 输电线路 融冰装置

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一种实现电流型PWM整流器直流侧电压波动抑制的控制方法 被引量：6

11

作者 郭强 何黎鹏 +1 位作者 肖蕙蕙 黄勇军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期313-324,共12页

三相电流源型脉宽调制整流器发生负载突变时,将导致直流侧输出电压波动。针对该问题,提出一种自抗扰控制与无差拍预测控制级联的综合控制策略。首先,建立整流器在两相静止坐标系下离散化数学模型,电流内环引入无差拍控制策略实现对网侧... 三相电流源型脉宽调制整流器发生负载突变时,将导致直流侧输出电压波动。针对该问题,提出一种自抗扰控制与无差拍预测控制级联的综合控制策略。首先,建立整流器在两相静止坐标系下离散化数学模型,电流内环引入无差拍控制策略实现对网侧电流的快速跟踪。为降低控制延时带来的影响,将控制算法预测至k+2时刻并利用算术迭代过程消掉k+1时刻电流,从而提高了网侧电流控制精度以及降低了电流谐波含量。此外,外环引入自抗扰控制直流侧输出电压,通过扩张状态观测器实时估计系统扰动量并加以补偿,克服了传统比例积分控制器参数控制裕度不足和抗干扰能力差等问题。最后,通过MATLAB/Simulink软件以及6 kW实验样机对所提控制策略进行验证。结果表明,系统负载在突增、突减变化时,其输出电压波动能有效抑制在22 V以内,同时保证满载运行时网侧电流总谐波畸变率低至1.98%。 展开更多

关键词 电流源型整流器 自抗扰控制 改进无差拍控制 电压波动抑制

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一种考虑电池自身特性的电流源型充电系统 被引量：13

12

作者 郭强 刘和平 +1 位作者 彭东林 刘庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期16-25,共10页

基于三相电流源型整流器(CSR)提出一种考虑电池内部特性的快速充电系统,包括变恒流(VCC)与恒压(CV)两种充电模式。针对VCC模式,引入电池二阶Thevenin电路模型,并根据实验数据构建电池在不同充电电流下的极化电压与SOC的关系曲线;将极化... 基于三相电流源型整流器(CSR)提出一种考虑电池内部特性的快速充电系统,包括变恒流(VCC)与恒压(CV)两种充电模式。针对VCC模式,引入电池二阶Thevenin电路模型,并根据实验数据构建电池在不同充电电流下的极化电压与SOC的关系曲线;将极化电压及其变化率作为输入量,利用模糊控制器推导出下一时刻的参考充电电流;当电池电压升至截止电压时,系统转为CV模式。针对两种控制模式,基于电压定向建立具有功率因数延迟角自调节能力的间接电流控制策略。在频域内,借助Matlab/SISO设计工具,对电流内环、电压外环控制器参数进行优化配置。最后,通过仿真与实验验证了所提方法的正确性与可行性。 展开更多

关键词 电流源型整流器 充电策略 极化电压 模糊控制 单位功率因数

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基于直流侧混合电压谐波注入的低谐波串联36脉波整流器 被引量：8

13

作者 王英 王亚兰 +2 位作者 陈小强 陈涛 母秀清 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期5288-5303,共16页

为满足整流器高电压输出和提升串联12脉波整流器谐波抑制能力,提出一种使用直流侧混合脉波倍增技术的低谐波串联36脉波整流器。基于隔离型串联12脉波整流器,在其直流侧设置混合电压谐波注入电路且负载端并联滤波电容,可同时抑制交、直... 为满足整流器高电压输出和提升串联12脉波整流器谐波抑制能力,提出一种使用直流侧混合脉波倍增技术的低谐波串联36脉波整流器。基于隔离型串联12脉波整流器,在其直流侧设置混合电压谐波注入电路且负载端并联滤波电容,可同时抑制交、直流侧谐波,实现低谐波运行。混合谐波注入电路参与调制两个整流桥间电流和电压波形,最终使交流侧输入电压阶梯数由12提升至36。该文分析所提36脉波整流器工作机理,设计注入变压器最优电压比、功率管IGBT导通角及其控制电路,研究正常状态下和IGBT故障下整流器的运行特性,并使用硬件在环(HIL)测试系统验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提整流器器件利用率高、谐波含量低,IGBT故障下具备鲁棒性强、输出电压增益高的特点,可应用于高电压、高功率变流场合。 展开更多

关键词 串联电流源型整流器 36脉波 混合谐波抑制 故障分析 StarSim

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混合双端直流输电系统向无源网络供电的研究 被引量：4

14

作者 袁旭峰 许伟杰 +1 位作者 欧家祥 张秋雁 《电测与仪表》 北大核心 2014年第17期117-122,共6页

建立了一个向无源系统供电的混合双端直流输电系统仿真模型,其整流器采用基于相控整流的常规换流器,逆变器采用交流侧带串联电容的电压源换流器,并为所建立的直流输电系统的整流器和逆变器设计了相应的控制策略,整流侧采用定直流电压控... 建立了一个向无源系统供电的混合双端直流输电系统仿真模型,其整流器采用基于相控整流的常规换流器,逆变器采用交流侧带串联电容的电压源换流器,并为所建立的直流输电系统的整流器和逆变器设计了相应的控制策略,整流侧采用定直流电压控制,逆变侧采用定直流电压和定交流电压的控制。与传统的直流输电系统相比较,该混合直流输电系统可以直接向无源系统供电,无需增加外部换相电源或同步调相机。最后,对所建立的混合双端直流输电系统的特性进行了仿真分析,证实了所建立的混合双端直流输电系统模型的正确性和所提出控制方法的有效性,同时也表明这种输电系统具有许多不同于传统直流输电系统的优良运行特性。 展开更多

关键词 混合双端直流输电 电压源型逆变器 电流源型整流器 脉冲宽度调制

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