基于单周期控制的三相VIENNA+PFC电路设计
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单周期控制的三相PFC技术研究作者:黄冠万里来源:《中国新技术新产品》2011年第12期摘要:本文给出了一种特殊的三相PFC电路,在分析了该电路的工作原理后,利用单周期控制技术于该电路。
运用该控制技术去实时控制开关的占空比使得在每个开关周期内,开关整流器输出斩波波形的平均值恰好等于控制基准信号,可以实现三相单位功率因数和低电流畸变。
所提出的控制器不需乘法器,仅由带复位的积分器、线性集成电路和逻辑器件组成。
简化了电路结构,使该电路易于实现。
本文最后通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了该电路及控制方式的合理性和可行性。
该变换器的输入功率因数较高,基本在0.99左右,THD能降到10%以下,具有一定的实用性。
关键词:单周期;三相;PFC中图分类号:M461 文献标识码:A1.引言单周期控制是一种非线性控制技术,该控制方法的突出特点是:无论是稳态还是暂态,它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值,即能在一个开关周期内,有效的抵制电源侧的扰动,既没有稳态误差,也没有暂态误差,这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合,比如脉宽调制、谐振、软开关式的变换器等[2-5],为达到理想的功率因数校正的目的,本文研究了一种基于单周期控制的三相三开关PFC电路,并根据分析所得,对电路进行了建模和仿真。
仿真结果给出了输入电流与输入电压的波形,并分析了不同情况下对输入电流的影响。
根据电路原理以及电路仿真,搭建了1KW的实验装置,对实验波形进行了分析。
2. 功率因数校正电路的分析在三相电源领域中,人们提出了许多的电路拓扑结构和控制方法。
本章给出了一种基于单周期控制的三相三开关PFC电路。
重点分析了其工作原理与采用的控制方式,并通过实验和仿真验证其正确性。
图一包括三个输入boost电感L1~L3,工作于电流连续导电模式(CCM),其中6个MOS开关器件及6个二极管等效构成三个双向开关[6]。
由于三相电路的对称性,电容中点电位UN与电网中点电位UO近似相等,因此通过控制三个双向开关的通断可分别控制相应相的电流。
三相维也纳整流PFC电路
介绍
三相维也纳整流PFC电路是一种用于改善三相电源功率因数的电路。
它基于维也纳整流器的原理,通过控制电流波形使其与电压波形同相,从而降低了谐波含量,提高了整体功率因数。
工作原理
维也纳整流器是一种变流器,通过控制开关管的导通与关断时间,将三相交流电转换为直流电。
在该电路中,加入了功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路,用于改善功率因数。
优势
•提高功率因数,减少无功功率的损耗。
•降低谐波含量,减少对其他设备的干扰。
•改善电网负载特性,减少电网的能量损耗。
应用领域
三相维也纳整流PFC电路广泛应用于各种需要高功率因数且对电网负载要求较高的设备,如电动机驱动器、变频器、交流电源等。
总结
三相维也纳整流PFC电路是一种重要的功率因数校正技术,通过减少无功功率的损耗和谐波干扰,提高了电力系统的效率和稳定性。
三相维也纳(vienna) 主拓扑原理、控制及仿真全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:三相维也纳(Vienna) 主拓扑是一种在电力系统中常用的控制技术,用于维持电力系统的稳定性和可靠性。
它基于维也纳(Vienna)这座美丽城市的名称,代表着其优雅和精密的特性。
本文将深入探讨三相维也纳主拓扑的原理、控制方法以及仿真技术。
一、三相维也纳主拓扑原理三相维也纳主拓扑是一种用于控制电力系统中电压和电流的技术,主要用于谐波抑制、无功功率补偿和电压调节等方面。
其基本原理是通过控制电容器和电感器的开关状态,调整电路中的电流和电压,使系统保持在稳定状态。
在三相维也纳主拓扑中,有三个分立的相位,分别控制电路中的三相电流和电压。
三相维也纳主拓扑的主要特点包括高效性、可靠性和精密性。
通过合理设计电路结构和控制算法,可以实现系统中电流和电压的高质量波形,提高电力系统的稳定性和可靠性。
在三相维也纳主拓扑中,控制方法是关键的一环。
常用的控制方法包括基于电压和电流的控制、谐波抑制控制和动态调节控制等。
这些控制方法结合了先进的电力电子技术和控制理论,能够有效地实现电力系统的优化控制。
基于电压和电流的控制方法主要是通过调节电容器和电感器的开关状态,实现对电路中电压和电流的动态调节。
谐波抑制控制方法则是通过识别和抑制系统中的谐波成分,减小谐波对系统的影响。
动态调节控制方法则是根据系统中的动态特性,实现对电路中电压和电流的动态调节。
为了验证三相维也纳主拓扑的性能和可靠性,仿真技术起着至关重要的作用。
通过仿真可以快速、准确地评估系统的动态特性和稳定性,为实际系统的设计和实现提供参考。
常用的仿真工具包括MATLAB/Simulink、PSIM和PSCAD等,这些工具提供了丰富的模型库和仿真工具,可以实现对电力系统中三相维也纳主拓扑的仿真分析。
通过仿真可以研究控制算法的优化、系统结构的设计和参数的选择等关键问题,为系统的实际应用提供重要的参考。
单周期控制三相VIENNA整流器冯鑫振;高捷【摘要】The attention devoted to reducing grid harmonic pollution is increasing. Power tactor correction (PFC) is an effective method to reduce harmonic current in power grid. This paper researches a three-phase VIENNA PWM rectifier based on one-cycle control(OCC). The control rules of a three-phase VIENNA rectifier by one-cycle control are deduced. Compared with other control program does not require multipliers, without the power supply voltage detection, so this control logic is relatively simple and can be achieved with congtant switching frequency, the unit power factor correction and low current distortion. The simulation results verify the theoretical analysis.%电网谐波污染已经引起世界各国的高度重视,功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法。
文章对基于单周期控制的三相VIENNA整流器进行了研究,推导了单周期控制三相VIENNA整流器的控制规律,与其它控制方案相比不需要乘法器,不需对电源电压进行检测,控制逻辑比较简单并且以恒定开关频率工作,能够实现单位功率因数校正和低电流畸变。
由单相功率因数校正(PFC)实现三相PFC的方案介绍由单相功率因数校正(PFC)实现三相PFC的方案介绍引言电力电子装置的广泛应用,给公用电网造成严重污染,谐波和无功问题日益受到重视。
为了减轻电力污染的危害程度,许多国家纷纷制定了相应的标准,如国际电工委员会的谐波标准IEEE5552和IEC100032等。
功率因数校正(Power Factor CorrecTIon,简称PFC)技术,尤其是有源功率因数校正(Active Power FactorCorrection,简称APFC)技术可以有效的抑制谐波,已成为研究的热点。
单相APFC技术的研究比较成熟,已有不少商业化的专用控制芯片,如UC3854,IRll 50,LTl508,ML4819。
与单相功率因数校正整流装置相比,三相PFC整流装置具有许多优点:(1)输入功率高,功率额定值可达几千瓦以上;(2)单相PFC整流装置输入功率是一个两倍于工频变化的量,但在三相平衡装置中,三相输入功率脉动部分的总和为零,输入功率是一恒定值,三相PFC整流装置输出功率的脉动周期仅为单相全波整流的三分之一,脉动系数低,因此可以使用容量较小的输出电容,从而可以实现更快的输出电压动态响应。
三相APFC技术正成为众多学者研究的重点,但其实现有一定的困难,而且还未见成熟的专用控制芯片。
若能将单相APFC电路简单整合成一个三相APFC电路,将能充分利用成熟的单相控制芯片,制作出满足要求的三相APFC装置。
1 由单相APFC组合成三相APFC的几种方法单相PFC组合成三相PFC的技术优势是:(1)无需研究新的拓扑和控制方式,可直接应用发展比较成熟的单相PFC拓扑,以及相应的单相PFC控制芯片和控制方法;(2)电路由多个单相PFC同时供电,如果某一相出现故障,其。