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多电平PWM逆变电路谐波分析与输出滤波器设计 被引量:58
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作者 王毅 李和明 +1 位作者 石新春 朱凌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期78-82,共5页
在中压大容量变频驱动装置中,为解决电力电子器件耐压问题,基于PWM控制的多电平逆变技术得到广泛应用。这种中压变频器输出电压为多电平PWM脉冲波形,目前对其谐波还没有完善的理论分析。为避免高次谐波对电机的影响,有些用户要求为变频... 在中压大容量变频驱动装置中,为解决电力电子器件耐压问题,基于PWM控制的多电平逆变技术得到广泛应用。这种中压变频器输出电压为多电平PWM脉冲波形,目前对其谐波还没有完善的理论分析。为避免高次谐波对电机的影响,有些用户要求为变频器设置输出滤波器。由于中压变频器容量较大,为滤波器设计带来一些新的问题。该文在大量仿真数据的基础上,总结出多电平PWM波形的谐波特点,为滤波器设计提供了理论依据。以此为基础,综合考虑基波压降、有功损耗、电流谐波和谐振等问题,推导出适合于中压大功率变频器输出滤波器参数选取的简化公式,并通过实验予以验证。 展开更多
关键词 多电平pwm逆变电路 谐波分析 逆变器 滤波器 设计 电力电子器件
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滤波器在单相PWM整流器中的应用 被引量:12
2
作者 王成智 邹旭东 +3 位作者 贾凯 李芬 邹云屏 佘煦 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期942-948,共7页
为消除混叠在PWM单相整流器交流电流反馈信号中的高次谐波分量和直流电压控制外环中的2次谐波分量,在交流电流反馈通道中设置低通滤波器,并使用陷波滤波器衰减直流2次谐波分量;通过在建立电流控制系统模型中发现的内环低通滤波器可有效... 为消除混叠在PWM单相整流器交流电流反馈信号中的高次谐波分量和直流电压控制外环中的2次谐波分量,在交流电流反馈通道中设置低通滤波器,并使用陷波滤波器衰减直流2次谐波分量;通过在建立电流控制系统模型中发现的内环低通滤波器可有效消除混叠的高次谐波信号的方法保障系统稳定,而对截止频率过高将引起反馈信号相移,改变系统中低频特性,进而影响系统稳定性,则给出了滤波器参数的设定要求;采用直流环节中的陷波滤波器,相比低通滤波器不仅易于在计算精度有限的底层控制芯片中实现,同时更有效消除2次谐波分量,保障系统的高输入功率因数和低谐波分量,同时拥有良好的动态特性。相关仿真分析及搭建4.5kVAPWM整流器样机平台的实验结果验证了以上推论。 展开更多
关键词 pwm整流器 滤波器 系统特性 延时 相位延迟 数字控制系统
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LCL滤波的PWM整流器新型控制策略 被引量:45
3
作者 张宪平 林资旭 +1 位作者 李亚西 许洪华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期74-77,共4页
为了减少PWM整流器开关频率附近高次谐波的含量,采用三次LCL滤波器。但考虑到LCL滤波器存在谐振问题,如果控制策略不合适会导致系统不稳定,且增大输入电网电流的谐波畸变率,提出基于虚拟电阻思想的控制策略。采用控制算法取代阻尼电阻... 为了减少PWM整流器开关频率附近高次谐波的含量,采用三次LCL滤波器。但考虑到LCL滤波器存在谐振问题,如果控制策略不合适会导致系统不稳定,且增大输入电网电流的谐波畸变率,提出基于虚拟电阻思想的控制策略。采用控制算法取代阻尼电阻的作用,增加系统的稳定性。此外对LCL滤波的三相电压型PWM整流器的完全和低频数学模型进行了详细分析,并对控制器的设计提出了理论指导。最后的仿真结果证明所提出的控制策略正确可行。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 谐振 有源阻尼 虚拟电阻
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逆变器单极性电流SPWM控制与滞环控制比较 被引量:29
4
作者 朱军卫 龚春英 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2004年第1期26-29,共4页
分析了电流滞环控制型及电流SPWM(正弦脉宽调制)控制倍频调制型逆变器的工作原理;讨论了这两种控制方式下逆变器的谐波分布,给出了各自滤波器的设计方法,并针对它们制作了两台300W原理样机。通过仿真与实验验证,与电流滞环控制型逆变器... 分析了电流滞环控制型及电流SPWM(正弦脉宽调制)控制倍频调制型逆变器的工作原理;讨论了这两种控制方式下逆变器的谐波分布,给出了各自滤波器的设计方法,并针对它们制作了两台300W原理样机。通过仿真与实验验证,与电流滞环控制型逆变器相比,电流SPWM控制倍频调制型逆变器具有谐波分布固定,滤波器设计简单的优点,在开关频率相同的条件下,要获得滤波后相同质量的输出波形,前者的滤波器大大小于后者。 展开更多
关键词 脉宽调制 滤波器 频谱分析/滞环控制
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一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制策略 被引量:36
5
作者 张学广 刘义成 +1 位作者 王瑞 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期188-192,共5页
本文提出了一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制方法。针对LCL滤波器的谐振问题,传统的方法是在滤波电容上串联电阻来抑制谐振,但这种方法会带来功率损耗。通过有源阻尼控制,可以有效地抑制LCL可能带来的谐振。在有源阻尼方法基... 本文提出了一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制方法。针对LCL滤波器的谐振问题,传统的方法是在滤波电容上串联电阻来抑制谐振,但这种方法会带来功率损耗。通过有源阻尼控制,可以有效地抑制LCL可能带来的谐振。在有源阻尼方法基础上提出了滤波电容电流反馈的设计方法,同时结合滤波电容电流估算的方法,实现了无附加电流传感器的LCL滤波器的有源阻尼控制。这种方法可以有效地抑制系统谐振,改善变换器输出电流波形,同时不需要增加额外的传感器。实验结果验证了这种方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 有源阻尼 无电流传感器
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基于PWM逆变器的LC滤波器 被引量:57
6
作者 俞杨威 金天均 +1 位作者 谢文涛 吕征宇 《机电工程》 CAS 2007年第5期50-52,共3页
为了使脉宽调制(PWM)逆变器具有较好的输出波形,针对PWM逆变器谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波网络。从逆变器无功容量最小的角度,介绍了一种单相电压型PWM逆变器LC滤波器的设计方法,该方法综合考虑了滤波器的频率特性、功率因... 为了使脉宽调制(PWM)逆变器具有较好的输出波形,针对PWM逆变器谐波次数较高的特点,采用二阶LC低通滤波网络。从逆变器无功容量最小的角度,介绍了一种单相电压型PWM逆变器LC滤波器的设计方法,该方法综合考虑了滤波器的频率特性、功率因数等要素,根据该方法选择LC参数,可以优化滤波器性能。 展开更多
关键词 脉宽调制 逆变器 LC滤波器 无功容量
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基于PWM滤波数模转换电路设计 被引量:5
7
作者 王岚 吴海强 孙卓君 《应用科技》 CAS 2007年第10期50-53,共4页
基于脉宽调制(PWM)波形的频谱理论分析,针对交流伺服电机实现速度闭环控制需要(±10)V模拟信号输入的要求,设计了一种基于PWM滤波的(±10)V模拟信号输出的电路.通过对PWM信号整形隔离,再经过一个三阶滤波器滤波,偏置电路以及放... 基于脉宽调制(PWM)波形的频谱理论分析,针对交流伺服电机实现速度闭环控制需要(±10)V模拟信号输入的要求,设计了一种基于PWM滤波的(±10)V模拟信号输出的电路.通过对PWM信号整形隔离,再经过一个三阶滤波器滤波,偏置电路以及放大电路实现了最终的目的.实践证明,该设计方案可以得到稳定、精确的模拟信号输出.设计方案简单易行,性价比高,具有一定的通用性. 展开更多
关键词 pwm滤波 电路设计 数模转换
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LCL滤波的电压型PWM整流器的有源阻尼控制 被引量:25
8
作者 张宪平 李亚西 +1 位作者 林资旭 许洪华 《电气传动》 北大核心 2007年第11期22-25,60,共5页
为抑制LCL滤波器的谐振,解决采取增加电阻方法带来的PWM整流器功率损耗问题,提出了基于虚拟电阻思想的新型有源阻尼控制策略。滤波电容电压经过比例处理后注入整流器输入电流,通过改变参考输入电流,滤波器的谐振得到了有效抑制。该控制... 为抑制LCL滤波器的谐振,解决采取增加电阻方法带来的PWM整流器功率损耗问题,提出了基于虚拟电阻思想的新型有源阻尼控制策略。滤波电容电压经过比例处理后注入整流器输入电流,通过改变参考输入电流,滤波器的谐振得到了有效抑制。该控制策略不会带来功率损耗及效率降低问题,并且参数的选择非常简单。为了说明阻尼电阻的作用,并对LCL滤波的PWM整流器的数学模型做了分析。最后的仿真结果证明了所提出的控制策略是正确可行的。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 谐振 有源阻尼 虚拟电阻
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一种新的有源滤波器优化特定消谐PWM技术 被引量:14
9
作者 王建元 俞红祥 纪延超 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期30-33,共4页
影响有源滤波器消谐特性的重要因素是充分减小特定消谐PWM波形剩余谐波含量及其改善剩余谐波的频谱分布。特定消谐PWM波形的剩余谐波含量较大,谐波频谱分布差是它固有的缺点。为了克服特定消谐PWM技术本身的缺点,提出了一种新的优化特... 影响有源滤波器消谐特性的重要因素是充分减小特定消谐PWM波形剩余谐波含量及其改善剩余谐波的频谱分布。特定消谐PWM波形的剩余谐波含量较大,谐波频谱分布差是它固有的缺点。为了克服特定消谐PWM技术本身的缺点,提出了一种新的优化特定消谐PWM开关角的优化解法。利用独特的优化技术将剩余谐波的第一波峰向后推移,改善输出波形的频谱分布,综合抑制有源滤波器的电流畸变率,提高装置的效率。以M=13为例说明其优化原理,最后通过计算机仿真验证了理论的正确性。 展开更多
关键词 有源滤波器 优化 特定消谐pwm技术 电力系统 负载补偿 电网
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基于LCL滤波的大功率三相电压型PWM整流器 被引量:24
10
作者 李欣然 郭希铮 +2 位作者 王德伟 郝瑞祥 游小杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期79-84,共6页
三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运... 三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数,同时从离散域分析了采用无源阻尼时系统的稳定性。在此基础上,本文研制了一台500kW三相电压型PWM整流器样机,实验结果验证了上述分析方法的有效性。 展开更多
关键词 三相电压型pwm整流器 LCL滤波器 谐振频率 无源阻尼
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LCL滤波PWM整流器的新型准直接功率控制 被引量:8
11
作者 王晓刚 谢运祥 +1 位作者 张杰 王佳庆 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期80-85,共6页
针对LCL滤波器存在谐振、需要采取有源阻尼控制的特点,在推导功率与网侧电流关系的基础上,提出一种三相电压型LCL滤波PWM整流器的新型准直接功率控制策略。交流侧采用功率外环和电流内环的双环结构,功率环为电流环提供电流指令,电流环... 针对LCL滤波器存在谐振、需要采取有源阻尼控制的特点,在推导功率与网侧电流关系的基础上,提出一种三相电压型LCL滤波PWM整流器的新型准直接功率控制策略。交流侧采用功率外环和电流内环的双环结构,功率环为电流环提供电流指令,电流环引入电容电流反馈,实现有源阻尼。介绍了控制系统的结构,详细分析了控制器的设计过程。所提方法具有原理清晰,简单易实现的优点。仿真结果表明系统稳定,谐振得到抑制,网侧电流正弦度高,功率因数接近于1,稳态和暂态性能优良。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 直接功率控制 谐振 有源阻尼
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三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计 被引量:17
12
作者 刘超 赵争鸣 鲁挺 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2012年第1期56-59,共4页
采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点。然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及。本文以... 采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点。然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及。本文以三电平PWM整流器为研究对象,提出了适用于三电平PWM整流器LCL滤波器的设计方法,并通过Simulink仿真和实验验证了滤波器的优良性能。 展开更多
关键词 电压型pwm整流器 LCL滤波器 三电平
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PWM逆变器输出端共模与差模电压dv/dt滤波器设计 被引量:40
13
作者 高强 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期79-84,共6页
PWM逆变器直接驱动电机时会产生较高dv/dt的共模电压,并由此产生轴承电流和共模漏电流以及严重的电磁干扰(EMI)。特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端会产生2倍... PWM逆变器直接驱动电机时会产生较高dv/dt的共模电压,并由此产生轴承电流和共模漏电流以及严重的电磁干扰(EMI)。特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端会产生2倍以上的过电压,导致线圈绝缘失败。本文通过对PWM逆变器驱动电机系统产生的共模以及差模电压分析,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器,并给出了参数的设计方法。与传统的滤波器相比,该滤波器可对共模及差模电压dv/dt同时起到抑制作用,从而减小了由此产生的负面效应。实验结果验证了该滤波器的有效性。 展开更多
关键词 共模电压 差模电压 pwm逆变器 无源滤波器
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单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究 被引量:55
14
作者 高吉磊 张雅静 +1 位作者 林飞 郑琼林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第21期32-39,共8页
单相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器广泛应用于交流传动领域,是交流传动电力机车主牵引和辅助供电系统的重要组成部分,同时也是牵引网的主要谐波源。详细分析牵引网谐波电压和直流电压脉动对单相PWM整流器网侧电流的影响,... 单相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器广泛应用于交流传动领域,是交流传动电力机车主牵引和辅助供电系统的重要组成部分,同时也是牵引网的主要谐波源。详细分析牵引网谐波电压和直流电压脉动对单相PWM整流器网侧电流的影响,提出采用嵌入式重复控制和N次陷波器相结合的控制算法,对网侧谐波电流进行抑制。详细讨论电流环嵌入式重复控制器的设计方法,理论分析重复控制算法对牵引网谐波电压的抑制效果,给出电流环控制参数的选取原则。针对直流电压脉动,提出采用N次陷波器抑制其对网侧电流的影响,给出与电压环PI调节器相结合的设计方法,并讨论电压环的跟随性。最后,搭建单相PWM整流器的实验装置,对该算法进行实验验证。实验结果证明了该算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 谐波电流 pwm整流器 重复控制 陷波器 稳定性
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LCL滤波的PWM整流器直接功率控制 被引量:9
15
作者 王晓刚 张杰 王佳庆 《电测与仪表》 北大核心 2012年第6期72-76,共5页
提出一种LCL滤波PWM整流器的新型直接功率控制策略,采用网侧电流计算瞬时功率,利用电容电流构造阻尼功率,为了改善无功功率的控制效果,使用三电平滞环比较器和新型开关表。仿真结果表明网侧电流畸变率很低,功率因数接近于1,且谐振得到... 提出一种LCL滤波PWM整流器的新型直接功率控制策略,采用网侧电流计算瞬时功率,利用电容电流构造阻尼功率,为了改善无功功率的控制效果,使用三电平滞环比较器和新型开关表。仿真结果表明网侧电流畸变率很低,功率因数接近于1,且谐振得到了有效抑制,证明了所提方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 直接功率控制 有源阻尼
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三相电压型PWM变流器交流侧LCL滤波器的有源阻尼策略研究 被引量:20
16
作者 郭利辉 张元敏 +1 位作者 李永辉 张巧展 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期132-138,共7页
三相电压型PWM变流器是分布式可再生能源发电单元接入传统配电网的主要接口设备。在PWM变流器主电路设计中,采用LCL滤波器替代传统的L型滤波器已经被广泛地接受。针对含LCL滤波器的三相电压型PWM变流器,在系统输入输出模型与传递函数的... 三相电压型PWM变流器是分布式可再生能源发电单元接入传统配电网的主要接口设备。在PWM变流器主电路设计中,采用LCL滤波器替代传统的L型滤波器已经被广泛地接受。针对含LCL滤波器的三相电压型PWM变流器,在系统输入输出模型与传递函数的基础上,提出了一种新型LCL滤波器优化设计方法。与传统L型滤波器相比,该方法具有电感总量小、动态性能好、系统成本低的优点。为了抑制LCL滤波器的固有谐振,在基于同步旋转坐标系的三相电压型PWM变流器控制中,通过在电流环中增加陷波滤波器的方法实现了LCL滤波器的有源阻尼。最后通过仿真和实验对所提出方法的正确性和有效性进行了证明。 展开更多
关键词 pwm变流器 LCL滤波器 优化设计 陷波滤波器 有源阻尼
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一种新颖的用于消除PWM逆变器输出共模电压的有源滤波器 被引量:43
17
作者 姜艳姝 徐殿国 +1 位作者 陈希有 马洪飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期125-129,共5页
pWM逆变器在应用中会产生共模电压, 共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流。此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰,还会使电机轴承过早毁坏,从而影响系统运行的可靠性。文中提出... pWM逆变器在应用中会产生共模电压, 共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流。此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰,还会使电机轴承过早毁坏,从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制(PWM)逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成,可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等,相位相反的共模电压,通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中,从而有效消除感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单,控制容易。文中通过理论分析,仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。 展开更多
关键词 pwm逆变器 共模电压 有源滤波器 电力半导体器件
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PWM变频调速电动机端子上过电压的抑制 被引量:30
18
作者 刘学忠 徐传骧 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期84-88,共5页
脉宽调制 (PWM )变频器输出的陡上升沿且高重复的脉冲电压在长电缆的末端发生波反射而产生近似 2倍的尖峰过电压 ,从而导致变频调速系统中电动机绝缘的过早损坏。采用RC一阶阻尼滤波器来抑制PWM变频调速电动机端子上的尖峰过电压 ,首先... 脉宽调制 (PWM )变频器输出的陡上升沿且高重复的脉冲电压在长电缆的末端发生波反射而产生近似 2倍的尖峰过电压 ,从而导致变频调速系统中电动机绝缘的过早损坏。采用RC一阶阻尼滤波器来抑制PWM变频调速电动机端子上的尖峰过电压 ,首先研究了在不同电缆长度 (30m和75m)下 ,滤波器的电阻和电容对电动机端电压特性的影响 ,得到了电缆长度、滤波器的电阻和电容与电动机端过电压幅值及脉冲电压上升沿时间的关系 ,结果表明滤波器的电阻值越小 ,电容值越大 ,则电动机端子上过电压幅值就越小 ,且脉冲电压上升沿时间也越大。为了减小滤波器的功耗 ,其电容值应选择小于 0 .1μF。当滤波器的电阻参数小于电缆波阻抗的 1.5倍 ,且电容参数选择在 0 .0 2~ 0 .1μF之间时 ,电动机端子上的过电压倍率则不超过 1.2。最后应用传输线理论及信号的卷积分对试验结果进行了分析 。 展开更多
关键词 电动机 过电压 pwm 变频调速 变频器
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基于LCL滤波器参数优化的PWM整流控制方法研究 被引量:5
19
作者 杨威 范波 +1 位作者 赵伟刚 李瑞强 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期149-151,共3页
为克服传统单L滤波器动态性能差的缺点,提出了用LCL滤波器代替单L滤波器,其优点是可用较小的电感值达到好的滤波效果。首先建立LCL滤波的PWM整流器数学模型,根据传统LCL滤波器的参数选择方法,用MATLAB语言设计了粒子群算法的寻优程序,... 为克服传统单L滤波器动态性能差的缺点,提出了用LCL滤波器代替单L滤波器,其优点是可用较小的电感值达到好的滤波效果。首先建立LCL滤波的PWM整流器数学模型,根据传统LCL滤波器的参数选择方法,用MATLAB语言设计了粒子群算法的寻优程序,相比传统的分布设计法和简易设计法,粒子群算法较为简单,通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。计算结果表明,粒子群算法较传统算法具有更好的收敛性。 展开更多
关键词 pwm整流器 LCL滤波器 粒子群算法 滤波器参数设计
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LCL滤波的三相电压型PWM整流器无传感器有源阻尼控制方法 被引量:13
20
作者 郭希铮 游小杰 李欣然 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S1期91-96,共6页
三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中... 三相电压型PWM整流器输出采用LCL滤波器时,在大幅降低总电感量的同时也带来了谐振问题。本文提出一种无传感器有源阻尼控制策略,将电网谐波电压引入控制环节,并采用零阶保持的方法对系统进行离散化,在z域分析了系统的稳定性,分析方法中考虑了由于PWM更新引入的一拍延迟。 展开更多
关键词 三相电压型pwm整流器 谐振 LCL滤波器 有源阻尼
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