电压型单相整流器双环控制实现

电压电流双环控制原理嘿，咱来聊聊电压电流双环控制原理这个超厉害的家伙吧！这电压电流双环控制啊，就像是一个聪明的指挥官，在电路的世界里有条不紊地指挥着一切，让电流和电压都乖乖听话，为我们的各种电子设备和系统提供稳定可靠的动力。

你看，电压就像是电路中的“压力”，它推动着电流这个“小水流”在电路中流动。

而电流呢，就像是电路中的“流量”，它带着能量在各种元器件之间穿梭。

电压电流双环控制原理就是要同时管理好这两个家伙，让它们协同工作，达到我们想要的效果。

想象一下，电路就像一个繁忙的交通枢纽，电压是交通规则中的“限速标志”，它规定了电流这个“车辆”行驶的速度上限。

如果电压不稳定，一会儿高一会儿低，就好比限速标志一会儿变成80公里每小时，一会儿又变成20公里每小时，那电路里的电流可就乱套啦，电子设备也会像在颠簸的路上行驶的汽车一样，出现各种问题，甚至可能“抛锚”。

所以，电压环的作用就是要确保电压保持在一个合适的范围内，就像一个严格的交警，时刻盯着电压这个“限速标志”，不让它出现太大的波动。

而电流环呢，就像是交通枢纽中的“流量监控器”。

它要保证电流按照我们的需求来流动，不能太多也不能太少。

如果电流过大，就像交通枢纽中突然涌入了大量的车辆，会导致道路拥堵，电路中的元器件可能会因为承受不了这么大的电流而发热损坏。

相反，如果电流过小，电子设备就可能得不到足够的能量，无法正常工作，就像汽车没油了一样，只能停在路边。

所以电流环要根据实际情况，及时调整电流的大小，让它始终保持在一个合适的水平，就像一个智能的交通指挥系统，合理地控制着车辆的流量，确保交通顺畅。

在电压电流双环控制中，这两个环是相互配合的哦。

就像一场精彩的双人舞，电压和电流相互呼应，彼此协调。

当电压出现变化时，电压环会迅速做出反应，调整输出，然后电流环会根据电压的变化，相应地调整电流，以保持整个电路系统的稳定。

这种紧密的配合就像是两个默契十足的舞者，一个动作的变化会立刻引起另一个的回应，共同演绎出完美的舞蹈。

单相PWM整流器电压外环模糊自适应控制一、单相PWM整流器的控制原理单相PWM整流器是将交流电转化为直流电的装置，它采用开关器件（如晶闸管、三相交流双向晶闸管等）进行控制，通过改变开关管的导通和关断时间来控制输出电压的大小和频率。

在PWM整流器中，常见的控制方式有开环控制和闭环控制两种。

开环控制是根据预先设定的电压值直接控制开关管的导通和关断时间，但由于系统内外环环节影响，开环控制的性能往往不稳定且难以精确控制。

而闭环控制则采用反馈控制的方式，通过测量输出电压，并与设定电压进行比较后得到误差信号，再根据误差信号进行调节以实现对输出电压的精确控制。

在这两种控制方式中，闭环控制因其精度高、稳定性好等特点而得到广泛应用。

二、模糊自适应控制介绍模糊自适应控制是一种结合了模糊控制和自适应控制的新型控制方法，它通过模糊集合和模糊推理的方法来逼近实际系统的数学模型，并利用自适应控制算法来根据系统反馈信号使得控制器对系统进行自适应调节。

模糊自适应控制不需要精确的系统模型，可适应各种不确定因素，具有较强的鲁棒性和适用性。

模糊自适应控制在电力系统、机电控制、车辆控制等领域得到了广泛的应用。

在单相PWM整流器中，电压外环模糊自适应控制是指对输出直流电压进行控制的一种方法，它将模糊控制和自适应控制相结合，通过模糊规则库和自适应机制来实现对输出电压的精确控制。

其原理如下：1. 模糊规则库设计在电压外环模糊自适应控制中，首先需要设计一个模糊规则库，该规则库包括输入（偏差）和输出（控制增益）的模糊集合，以及模糊化、模糊推理等操作。

通过模糊规则库，可以实现对输入偏差的模糊化处理和输出控制增益的模糊推理，从而得到控制器的输出。

2. 自适应机制设计在模糊自适应控制中，需要引入自适应机制，用于根据系统反馈信号来更新模糊规则库的参数，从而使控制器能够自适应系统的变化。

通常采用的方法是利用反馈误差信号来更新模糊规则库的参数，以使控制器能够对系统进行自适应调节。

单相PWM整流器能量双向传输的实现技术摘要：本文论证了高功率因数电能转换和负载电能回馈电网的实现是电力节能的关键问题。

在对电压型单相PWM 整流器的拓扑结构以及其工作原理分析的基础上,提出了相应的控制方法,并分别对主电路参数和PI 调节器参数进行了选择和设计,重点对IGBT 的驱动电路进行了详细的设计。

基于Matlab 计算机仿真软件,文中对整个单相pwm 整流器控制系统进行了建模和仿真,结果表明, PWM 整流器控制系统能很好地实现高功率因数电能转换和电能的双向传输。

关键词：PWM 整流器;高功率因数;能量回馈;Matlab 仿真引言PWM 整流器已不是一般传统意义上的AC/DC 转换器。

由于电能的双向传输,当PWM 整流器从电网吸取电能时,其运行于整流工作状态;而当PWM 整流器向电网传输电能时,其运行于有源逆变工作状态。

作为电网主要污染源的整流器首先受到了学术界的关注,并开展了大量研究工作。

其主要思路就是将PWM 技术引入整流器的控制当中,使整流器网侧电流正弦化,且于单位功率因数运行。

能量可双向传输的PWM 整流器不仅体现出AC/DC 特性(整流),而且还可呈现DC /AC 特性(有源逆变),因而确切地说,这类PWM 整流器是一种新型的可逆PWM 变流器。

由于PWM 整流器实现了网侧电流正弦化,且运行于单位功率因数, 甚至能量可双向传输,因而真正实现了绿色电能转换。

整流器的工作原理与控制策略主电路如图1 所示,为双极性电压源型全控IGBT 桥式电路。

工作过程为：当网侧电流i(t)0 时,回路经过T2、T3、Ls;若Us(t)、i(t)同相,则网侧电感端电压ULs(t)=Us(t)+URs(t)+Um=Ldi(t)/dt0,这时电网电动势和直流侧电容共同使电感磁能增大,从而使网侧电流增加,对交流侧电感Ls 进行储能;再经过D1、D4、Ls 回路进行续流。

图1 单相PWM 整流器主电路若Us(t)、i(t)同相,则网侧电感端电压ULs(t)=Us(t)- URs(t)-Um=L(di(t)/dt)0,因此,这时电网电动势和网侧电感共同向VSR 直流电容充电,网侧电感磁能减小,从而使网侧电流衰减。

一种单相光伏系统逆变器的双环控制李晓康;李洁【摘要】提出了一种单相光伏系统逆变器的双环控制方式,在电流内环及电压外环控制回路均引入了前馈控制方式.在电压外环控制回路引入电压均方根值回路提高了电压调整率,在均方根值计算时采用简化处理大大减少了计算消耗的内存资源,并引入带通滤波器消除二次谐波,得到了平缓的均方根值.通过PSIM仿真得到了稳定的输出电压电流波形,表明了双环控制方式具有良好的动态性能和非线性负载带载能力.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】3页(P1-2,5)【关键词】双环控制;前馈控制;电压均方根值回路【作者】李晓康;李洁【作者单位】青岛大学自动化与电气工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化与电气工程学院,山东青岛266071【正文语种】中文0 引言电压型逆变器的储能电容与电流型逆变器的储能电感相比具有体积小和价格低的优点，因此在单相光伏系统中得到了广泛的应用[1]。

对逆变器采用双环控制方式是高性能逆变电源的重要发展方向[2]。

其中，电流内环采用P调节器，扩大了逆变器控制系统的带宽，使得逆变器具有动态响应快，非线性负载适应能力强以及输出电压谐波含量小的优点。

电压外环的控制器采用PI调节器[3]，加入电压均方根值回路提高了电压调整率。

通过仿真分析可以证明在双环控制下的电路可以产生良好的并网电流。

1 逆变电路工作原理及模型推导单相光伏系统的电路拓扑及逆变器的控制框架如图1所示，控制回路采用双环控制，外回路采用直流电压回路，以产生内回路的电感电流；内回路采用电感电流控制，以产生PWM的控制电压。

PWM是采用正弦式PWM(SPWM)方式，以产生开关的触发信号，L-C为二阶的低通滤波器，用以减小逆变器的高频输出项，使输出电压为高频的正弦波。

由图1可得：(1)(2)图1 单相光伏系统的电路拓扑及逆变器的控制框架其中，SA和SB分别为全桥电路A桥和B桥开关的切换函数：(3)vconA和vconB分别为A桥和B桥的SPWM控制电压。

单相全桥PWM整流器输入电流内环式控制方法的分析与仿真比较宋芸;冯乃光【摘要】There are lots of input current inner ring control methods for single-phase full-bridge PWM rectifier. PI and PR control methods are relative mature technologies, but the deadbeat control, repetitive control, adeptive prediction current con-trol and other digital algorithm control are still not mature. In the practical application, the selection of control method might seriously affect the properties of products. The theoretical analysis and simulation comparison for many control methods is car-ried out in this article. It has a certain reference value for practical projects.%单相全桥型PWM整流器的输入电流内环式控制方法多种多样.PI控制、使用虚拟坐标变换的PI控制、PR控制等控制方法技术较成熟,而无差拍电流控制、重复控制、自适应预测电流控制等数字算法控刳尚不成熟.在实际应用中究竟选择何种控制方式,对产品性能影响很大.在此控制方法进行理论分析比较,并利用仿真比较得出一些重要结果,对实际工程有一定的实用参考价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)004【总页数】4页(P111-114)【关键词】单相全桥PWM整流器;输入电流内环式控制;PI控制;PR控制【作者】宋芸;冯乃光【作者单位】南京林业大学信息科学技术学院,江苏南京210037;四川广播电视大学,四川成都610073【正文语种】中文【中图分类】TN964-34随着电力电子技术和计算机技术的发展，出现了以PWM控制技术为基础的各类变流装置。

一种高性能的单相逆变器多环控制方案
熊健;周亮;张凯;史鹏飞
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2006(021)012
【摘要】提出了一种高性能的单相逆变器控制策略.该方案在电压电流双闭环控制基础上增加了外层的重复控制器.在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,电压外环采用比例积分环节,电流内环采用比例环节的控制器.理论分析证明在这种双环结构下,可以实现任意配置闭环极点,因而使逆变器达到了很快的响应速度及较好的稳态精度.位于内层的双环瞬时控制器改善了系统的动态特性,位于外层的重复控制器提高了稳态精度及抗非线性负载扰动的能力,两种控制器各司其职,互为补充,为单相逆变器波形控制提供了一种接近完美的控制方案.最后在一台基于DSP TMS320F240的单相PWM逆变器实验装置上验证了该控制方案的正确性.
【总页数】5页(P79-83)
【作者】熊健;周亮;张凯;史鹏飞
【作者单位】华中科技大学电气与电子工程学院,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.一种用于光伏并网逆变器的高性能锁相环设计 [J], 江燕兴;潘逸蓖;窦伟
2.单相逆变器新型重复-模糊控制方案 [J], 杨豪;赵军红;朱雁南
3.一种改进的单相逆变器重复控制方案 [J], 杨豪;赵军红;张瑞祥;刘岳滨
4.一种高性能单相逆变器谐波抑制策略 [J], 宫悦;张胜权
5.一种单相光伏并网逆变器软件锁相环的设计与实现 [J], 尧永;方宇;葛亚华;王明南;张继勇;
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一种单相电压型逆变器双环控制刘俊伟【摘要】文章以单相电压型逆变器为研究对象，给出了一种逆变器双环控制策略。

首先，基于单相电压型逆变器的主拓扑结构，建立了相应的数学模型，同时建立了逆变器传递函数框图。

其次，给出了相应的双环控制结构，该结构为内、外环均为比例控制。

在此基础上，采用极点配置法设计了相应的控制参数取值范围。

实验结果表明，文章所给的双环控制方法具有较好的动态控制响应和稳态控制性能。

%This paper taking the single-phase voltage inverter as the research object, an dual-loop control strategy is given. First of all, based on the main topology structure of single-phase voltage source inverter, mathematical model of the inverter is established, at the same time, transfer function block diagram is established. Then, giving the corresponding dual loop control structure, the structure for the inner and outer loop is proportional control. On above basis, the pole assignment method is used to design the control parameters. The experimental results show that the dual-loop control method has good dynamic response and steady state control performance.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2016(000)027【总页数】3页(P64-66)【关键词】单相电压型;全桥逆变器;双环控制;比例控制【作者】刘俊伟【作者单位】陕西理工大学，陕西汉中 723000【正文语种】中文电压型逆变器作为电力电子的一个重要组成部分，被广泛应用于新能源发电、不间断电源、通信系统等重要场合，成为国民生产生活的关键设备［1-3］。

设计与研究本文引用格式：冯典森，唐勇奇，伍玉凯，等.基于双闭环控制的单相电压型PWM整流器仿真研究[J]. 新型工业化，2016，6（5）：8-14.DOI：10.19335/ki.2095-6649.2016.05.002基于双闭环控制的单相电压型PWM整流器仿真研究冯典森1，唐勇奇2，伍玉凯3，张曙云1，曾丽琼1（1. 湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南株洲 412007；2. 湖南工程学院 电气信息学院，湖南湘潭 411101；3. 湖南五凌电力工程有限公司 湖南长沙，410000）摘要：针对传统单相整流电路中低功率因数对电网产生较大谐波干扰等问题，为使整流电路性能可高效节能运行。

文中从对单相电压型PWM整流器的原理及控制策略分析入手，将电压外环和电流内环构成的双闭环PWM 控制策略引入到中小功率的单相整流电路中，并对这种控制策略的作用机理进行详尽阐述，表明该方法的先进性。

然后利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建仿真模型，通过仿真结果验证出该方法的引入使得系统具有可网侧高功率因数运行、网侧电流正弦化、快速动态响应等优点，从而大大降低了对电网的谐波污染。

关键词：功率因数；单相PWM整流；双闭环控制；MATLAB/SimulimkSimulation of Single Phase Voltage PWM Rectifier Based on Double Closed-loop ControlFENG Dian-sen1, TANG Yong-qi2, WU Yu-kai3, ZHANG Shu-yun1, ZENG Li-qiong1(1.School of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Hunan Zhuzhou 412007, China; 2.School of electrical and information, Hunan Institute of Engineering, Hunan Xiangtan 411101, China; 3.Hunan Wuling Power Engineering Co. Ltd.Hunan Changsha 410000, China)ABSTRACT: To solve this problem of the conventional single-phdase rectifier circuit of low power factor on the grid havea greater harmonic interference, energy-efficient operation of the system. The text from the principle of the single-phase voltage type PWM Rectifier Control Strategy Analysis start the voltage double-loop PWM control strategy consisting of outer and inner current introduced into the small and medium-power single-phase rectifier circuit, and the control mechanism of this strategy will be elaborated, indicating that the advanced nature of this approach.The use MATLAB / Simulink simulation platform to build simulation models, results show that this method can be introduced into the network side so that the system has a high power factor, sinusoidal line current, fast dynamic response, etc., thus greatly reducing the harmonic pollution on the grid.KEyWORDS: Power factor; Single phase PWM rectifier; Double closed-loop control; MATLAB/Simulimk0　引言在社会生产活动中电力电子技术应用变得十分广泛，而在电力电子技术应用的各种变流环节中，多处需要获得直流电压，比如HVDC，电解厂，风力发电等，而这获取的方式大都是靠整流实现；因基金项目：国家自然科学基金（51177040）；湖南省教育厅科研项目（12C0054）；湖南工业大学研究生校级创新基金（CX1502）作者简介： 冯典森（1992-），男，研究生，研究方向为现代电力电子技术及系统；唐勇奇（1964-），男，教授，研究方向为电力电子与电气传动，控制理论，计算机控制；伍玉凯（1992-），男，湖南五凌电力工程有限公司员工；张曙云（1992-），男，研究生，研究方向为微网并网控制；曾丽琼（1992-），女，研究生，研究方向为新能源并网技术Citation: FENG Dian-sen, TANG Yong-qi, WU Yu-kai, et al. Simulation of Single Phase V oltage PWM Rectifier Based on Double Closed-loop Control[J]. The Journal of New Industrialization, 2016, 6(5): 8-14.设计与研究为通常的整流环节，晶闸管相控整流电路、二极管不可控整流电路被广泛采用，因而，大量谐波及无功注入了电网，使得电网被严重“污染”。