一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法
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专利名称:一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法专利类型:发明专利
发明人:孙鑫祥
申请号:CN202011435537.2
申请日:20201210
公开号:CN112436743A
公开日:
20210302
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法,包括以下步骤:采集电网电压信息;通过整流器进行能量分析,根据整流器直流侧提供给负载的有功功率计算d轴网侧电流分量;分析基于输入未知的q轴网侧电流分量时电网电压向量、网侧输入电流向量和整流器输出电压向量之间的几何关系;根据电流过零点的临界条件和步骤S3中获取的几何关系来计算注入特定的q轴网侧电流分量;根据整流器输出电压向量确定开关管的开关序列。
该方法使得VIENNA整流器在电流过零点运行时,可以完全消除输出电压畸变,与整流器输出电压定向电流消除电流过零点畸变方法相比,提高了功率因数。
申请人:江苏鑫通汽车部件有限公司
地址:212300 江苏省镇江市丹阳市访仙工业园
国籍:CN
代理机构:合肥中谷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:洪玲
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【维也纳整流器的控制方法及系统与流程探讨】一、引言在能源领域,电力系统的稳定运行对于保障能源供应具有至关重要的意义。
而维也纳整流器作为电力系统中重要的控制装置,其控制方法及系统与流程的正确应用对于确保电力系统的稳定性和安全性具有重要意义。
二、维也纳整流器维也纳整流器是一种用于维持直流电压的控制装置,它可以对电力系统中的电压和电流进行调节,从而实现对电压和频率的稳定控制。
在控制方法及系统与流程方面,维也纳整流器具有其独特的特点和技术原理。
三、控制方法在维也纳整流器的控制方法中,通常采用的是模型预测控制(MPC)和状态空间控制等先进的控制算法。
这些方法能够通过对电力系统的建模和预测,实现对系统的准确控制和调节。
四、控制系统与流程维也纳整流器的控制系统通常包括控制器、执行机构和传感器等基本组成部分。
在实际应用中,通过对电力系统的监测和采集数据,维也纳整流器可以实现对系统电压、频率等参数的实时监测和调节。
五、个人观点在我看来,维也纳整流器的控制方法及系统与流程是电力系统中至关重要的一环。
通过优化和改进控制方法和系统,能够更好地提高电力系统的稳定性和运行效率,为整个能源领域的可持续发展做出贡献。
六、总结维也纳整流器的控制方法及系统与流程在电力系统中具有重要作用,其正确应用能够有效提高电力系统的稳定性和安全性。
未来,在电力系统的发展中,我们还需要不断探索和优化维也纳整流器的控制方法和系统,以应对电力系统运行中的各种挑战和问题。
七、控制方法的优化在控制方法方面,除了模型预测控制和状态空间控制外,还可以结合人工智能算法如神经网络控制、遗传算法等先进技术,进行电力系统的建模和优化。
这样可以提高整流器控制的精度和实时性,更好地适应复杂多变的电力系统运行环境。
对于控制系统的实时性和可靠性也可以进行进一步优化。
采用分布式控制系统、复合控制系统等技术,提高控制系统的抗干扰能力和稳定性。
这样可以有效降低整流器控制系统的故障率,提高其长期稳定运行的能力。
一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法朱文杰;陈昌松;段善旭【摘要】三相三电平Vienna整流器具有输入电流总谐波畸变率(THD)低、功率密度高、单位功率因数等优点,适用于高频三相功率因数校正场合.在器件开关暂态过程中,Vienna整流器的寄生电容和缓冲电路等非线性因素会造成交流侧端电压误差,给输入电流引入低频谐波,从而影响电流品质.为此,本文提出一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法,该方法考虑Vienna整流器电路非线性因素,对开关暂态过程和端电压误差进行分析,在电流过零时将端电压钳位到零电平,且可调节钳位区间大小,有效降低了端电压误差,提高了输入电流品质.通过仿真和实验对所提载波钳位调制方法和常规SPWM方法进行比较,结果表明:所提方法能在宽负载范围下降低输入电流低频谐波分量和总电流畸变率,验证了所提载波钳位调制方法的正确性和可行性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2019(034)008【总页数】12页(P1677-1688)【关键词】Vienna整流器;端电压误差;载波调制;钳位区间【作者】朱文杰;陈昌松;段善旭【作者单位】华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉 430074;华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉 430074;华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TM46三相三电平Vienna整流器因具有输入电流畸变率低、单位功率因数、效率高、功率密度高等优点,可应用于通信电源、风力发电、电机驱动等场合[1-4]。
与三电平中点钳位整流器相比,Vienna整流器由更少的可控器件和快恢复二极管组成,成本低、损耗小、功率密度高,特别适用于对体积和重量要求较高的场合[5]。
因此,Vienna整流器是一种具有广泛应用前景的三相功率因数校正器。
2021年3月电工技术学报Vol.36 No. 6 第36卷第6期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2021DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.191855三相Vienna整流器无网压传感器预测电流控制策略肖蕙蕙1,2苏新柱1,2郭强1,2李山1,2陈岚1,2(1. 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆 4000542. 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆 400054)摘要设计三相Vienna整流器的闭环控制系统时需要采集电网电压信息,而使用传感器会增加系统硬件成本和复杂度,为此该文提出一种适用于三相Vienna整流器的无网压传感器控制策略。
首先,在两相静止坐标系中建立三相Vienna整流器的虚拟磁链数学模型,利用二阶低通滤波器来改进电压观测器,对电网电压进行估算,在不增加算法复杂性的前提下避免了纯积分运算。
其次,由于该方法估算的电网电压存在一定误差,因此运用预测电流控制策略构建控制系统,并针对实际系统中采集与处理环节所引起的信号滞后问题,提出二步预测电流法以补偿信号滞后。
最后,对所提出控制策略进行仿真分析和实验验证。
其结果表明,网侧输入电流谐波含量低,直流侧输出电压准确跟踪给定值,保持单位功率因数运行,系统具有良好的动态、稳态性能,从而验证了该文所提策略的正确性和可行性。
关键词:Vienna整流器无网压传感器虚拟磁链预测电流控制中图分类号:TM461Predictive Current Control of Three-Phase Vienna RectifierWithout Grid Voltage SensorsXiao Huihui1,2 Su Xinzhu1,2 Guo Qiang1,2 Li Shan1,2Chen Lan1,2(1. School of Electrical and Electronic EngineeringChongqing University of Technology Chongqing 400054 China2. Chongqing Engineering Research Center of Energy Internet Chongqing 400054 China)Abstract Designing the closed loop control system of the Vienna rectifier requires the collection of grid voltage information. However, the use of sensors will increase the cost and complexity of the system hardware. Therefore, a grid voltage sensorless control strategy for Vienna rectifier is proposed.Firstly, the virtual flux mathematical model of the Vienna rectifier was established in the two-phase static coordinate system, and the second-order low-pass filter was used to improve the voltage observer and estimate the grid voltage, which avoids the pure integral operation without increasing the algorithm complexity. Secondly, because the grid voltage estimated by this algorithm has errors, the predictive current control strategy is used to construct the control system. Aiming at the signal lag problem in the acquisition and processing stage of the actual system, a two-step predictive current method is proposed.Finally, the control strategy is proposed for the simulation analysis and experimental verification. The results show that the grid side input current has low harmonic content, the DC output voltage can重庆市基础科学与前沿技术研究项目(cstc2016jcyjA1527)和重庆市教委科学技术研究项目(KJZD-K201901102)资助。
第18卷第5期2020年9月Vol.18No.5Sept.2020电源学报Journal of Power SupplyDOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2020.5.101中图分类号:TM46文献标志码:A一种消除VIENNA整流器输入电流过零畸变的SVPWM调制方法汪洋,吴越,杨青松,石健将(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要:分析了VIENNA整流器在低载波比应用中因电感压降不可忽略导致输入电流在过零点处发生畸变的原因,提出了一种使用输入电流辅助判断SVPWM大扇区的调制策略,以消除输入电流的过零畸变,降低输入电流的THD值;并针对实际工程应用中输入电流采样易受干扰的问题,提出一种软硬件相结合的滤波方法以提高扇区判断的精度。
进一步,根据SVPWM电压利用率与调制比的关系,分析了输入电流辅助判断SVPWM 大扇区方法的适用条件,得到使用该方法的输出电压边界条件。
最后,使用Matlab搭建了该整流器的仿真模型,并制作了1台1.5kW VIENNA整流器实验样机,仿真与实验均验证了所提出的改进型SVPWM调制方法的可行性,能有效消除输入电流的过零畸变。
关键词:VIENNA整流器;低载波比;电流过零畸变;空间矢量调制SVPWM Modulation Method for Eliminating Zero-crossing Distortion of Input Current in VIENNA RectifierWANG Yang,WU Yue,YANG Qingsong,SHI Jianjiang(College of Electrical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou310027,China)Abstract:After analyzing the reason of input current distortion at a zero-crossing point caused by the inductance voltage drop in a VIENNA rectifier in low carrier ratio applications,a modulation strategy of using input current to judge the large sector of space vector pulse width modulation(SVPWM)is proposed to eliminate the zero-crossing distortion of input current,thereby effectively reducing the total harmonic distortion(THD)value of input current.Aimed at the problem that the input current sampling is vulnerable to disturbances in practical engineering applications,a filtering method is put forward with the combination of hardware and software in order to improve the sector judgement accuracy.Furthermore,according to the relation between voltage utilization ratio of SVPWM and the corresponding modulation ratio, the appropriate conditions for the input current aided judgment method for the large sector of SVPWM are analyzed,and the output voltage boundary conditions are obtained using this method.Finally,a simulation model of the rectifier was built using Matlab,and an experimental prototype of1.5kW VIENNA rectifier was fabricated.Simulation and experimental results verified the feasibility of the improved SVPWM modulation method,which can effectively eliminate the zero-crossing distortion of input current.Keywords:VIENNA rectifier;low carrier ratio;current zero-crossing distortion;space vector modulationVIENNA整流器作为一种三电平脉宽调制PWM (pulse width modulation)整流器,相对于传统两电平PWM整流器,具有功率密度高、器件应力低和输入电流谐波含量小等优点;相对于传统的二极管箝位型、飞跨电容箝位型三电平整流器,其拓扑结构收稿日期:2018-10-12;录用日期:2018-12-20更简单,所需的功率器件较少,无桥臂直通风险无需设置死区时间冋。
Vienna整流器一种包含过调制区域的调制方法
姜卫东;胡亚;王金平;张庆岩
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2024(58)3
【摘要】由于功率因数角的存在和电压矢量过调制,Vienna整流器输入电流会发
生严重畸变。
在此提出一种易于实现且包含过调制的调制方法,进一步扩展了Vienna整流器的运行范围。
详细划分了Vienna整流器的线性调制区和过调制区,通过确定不同区域的边界条件及其对应的调制算法,能够有效地降低输入电流总谐
波畸变率(THD)。
最后通过实验验证了所提调制算法的优越性和理论分析的正确性。
【总页数】5页(P6-9)
【作者】姜卫东;胡亚;王金平;张庆岩
【作者单位】合肥工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.一种消除VIENNA整流器输入电流过零畸变的SVPWM调制方法
2.一种降低VIENNA整流器电流过零点畸变的调制方法
3.一种高效VIENNA整流器断续调制方法
4.一种实现VIENNA整流器SVPWM调制效果的快速方法
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