摘要：为解决有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)运行过程中计算强度过大与计算时间过长的问题,提出了一种基于简化空间矢量调制的三电平整流器级联式无差拍控制策略,通过构建特定扇区选出最佳电压矢量。为建立精确的系统模型,深入分析三电平整流器,构建二维离散系统数学模型,基于无差拍控制理念设计了一套功率内环与电压外环的双环控制方案,并建立Luenberger观测器对电力扰动及负载变化进行精确估测与补偿,使无功功率与有功功率快速解耦和响应。结合上述系统架构,分别建立常规、单预测、简化预测FCS-MPC模型,并证明其等效性。分析不同约束变量对电压矢量决策的影响,并构建特定选择扇区设计简化的空间矢量调制策略。实验结果表明,所提控制控制策略能够在多重约束条件下改进性能,并且在保持控制效果不变的前提下,大幅度减少计算量。

摘要：针对PFC输入电流的THD受电网不平衡、谐波、偏移等畸变情况影响较大的问题,提出了基于能量平衡的同步控制方法,同时引入负载电流的前馈控制,以抑制电网波动和负载扰动,提高系统的动态性能。分析了三相三电平整流器的数学模型,设计了一个中点电压控制数字补偿器,以抑制上下电容电压不平衡引起的中点电压波动,同时利用粒子群优化算法对中点电压平衡控制器的限幅值进行了优化设计,降低了中点电压调节对输入电流THD的影响。在所搭建的2.4kW的实验样机上,验证了控制方法的有效性,满载条件下输入电流THD<5%,中性点电压偏差小于5V。

摘要：为优化有限集模型预测控制器(MPC)的性能,设计了一种动态加权最优开关矢量模型预测控制(OSVMPC)。新型MPC中引入了具有明确定义的动态权重系数实时分析调整技术,从而优化了MPC中成本函数计算过程。动态权重系数实时分析调整技术是一种控制器动态行为,可自适应电力电子变换器的不同工况,因而可确保变换器兼具优良的稳态性能和动态响应。以中点箝位型(NPC)三电平整流器为应用对象,对其应用动态加权OSVMPC后,较之常规MPC方案,所提出的新型MPC方案控制性能更优。最后,实验结果验证了所设计的动态加权OSVMPC的性能优势。

摘要：针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流侧电压及其谐波分布、直流侧电压的等效性,并考虑了死区效应对等效性的影响。计算和仿真结果表明:在调制波信号反相的条件下,二重化两电平与单相三电平整流器的交流侧电压与谐波分布规律相同,直流侧电压在额定工况、轻载和重载时亦能与给定电压值保持一致,电压波动在3%之内,死区效应不影响2种整流器的等效关系。通过对2种整流器等效性的理论证明,为2种整流器的选择提供理论支撑。

摘要：简要介绍了某型动车组所用单相三电平脉冲整流器的主电路,详细分析了其采用的瞬态电流控制方法的实现原理。在Matlab/Simulink环境下建立了该三电平脉冲整流器试验台的仿真模型,并对该三电平脉冲整流器在牵引工况、再生制动工况,以及运行过程中电网电压与负载突变情况下进行了仿真分析,为设计及制造该型动车组三电平整流器检验、测试设备奠定理论基础。

摘要：本文介绍了三电平整流器空间电压矢量PWM的基本原理,给出了三电平整流器的控制结构,设计了单神经元PID控制器作为电流控制器控制有功电流,并进行了仿真研究,结果表明单神经元PID电流控制器具有良好的性能,易于实现。

摘要：近年来,三相三电平NPC整流器在高压、大功率领域得到广泛应用,为了提高NPC三电平整流器运行的安全可靠性,研究其故障诊断和容错控制显得尤为重要。本文详细分析了整流器各开关器件发生开路故障后的电流路径和故障特征的变化,提出了一种基于电流路径的故障诊断方法;接着分析了开关管开路故障对空间电压矢量的影响,提出了一种基于参考电压矢量修正的容错控制策略。本文提出的故障诊断方法能准确定位故障开关器件,无需大量的计算且诊断迅速;所提出的容错控制方法无需增加额外的硬件,能有效提高NPC三电平整流器的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：基于单相三电平中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)PWM整流器的工作原理,将dq坐标系引入单相整流器,给出了dq坐标系的整流器数学模型。提出了一种电流解耦控制策略,对解耦后的d、q轴电流分别进行比例控制,极大地降低了控制系统设计的复杂性,并具有良好的线性控制特性。计算机仿真和实验结果表明,基于电流解耦控制的PWM整流器功率因数高、动态性能好,验证了该策略是正确可行的。

摘要：在分析三电平整流器数学模型的基础上,结合瞬时功率理论,提出基于能量—电流双闭环控制策略。通过对系统瞬时功率的分析,找出功率与直流电压之间的关系,使外环以直流母线电容的储能(与电压的平方呈正比)为控制量,实现对电压的间接控制;电流内环采用电流前馈解耦控制方法,实现对有功和无功电流的独立控制。对系统的能量和电流环路进行了具体的参数设计,并针对三电平固有的中点电位平衡问题,采用了基于零序电压注入分量的SPWM调制策略。实验验证了理论分析的正确性,并将能量—电流控制策略和电压—电流控制策略的实验结果进行对比,证明前者具有更好的动态性能。

摘要：研究了三电平PWM整流器优化设计问题,由于直流侧中点电压不平衡,引起输出波形质量不好,系统不稳定。为了解决中点平衡问题,分析了造成中点电压不平衡的原因以及小矢量对中点电压的影响。针对小矢量引起中点电压不平衡,提出了一种基于9段式与7段式混合调制的矢量调制方法。最后采用MATLAB软件搭建模型,对中点平衡算法进行仿真,实验结果验证了该算法对中点电压平衡控制的有效性。