基于直通零矢量脉宽调制的Z源整流器研究 被引量：6

1

作者 桂存兵 谢运祥 +1 位作者 谭国成 陈江辉 《电测与仪表》 北大核心 2011年第9期78-81,共4页

Z源整流器是一个特殊的阻抗网络,将变换器主电路和电源耦合在一起,获得独特的升/降压特性,有效地克服了传统的电压源和电流源变换器的不足。本文介绍Z源整流器的工作原理及其特点,在传统PWM调制基础上提出适用于Z源整流器的等分直通零矢... Z源整流器是一个特殊的阻抗网络,将变换器主电路和电源耦合在一起,获得独特的升/降压特性,有效地克服了传统的电压源和电流源变换器的不足。本文介绍Z源整流器的工作原理及其特点,在传统PWM调制基础上提出适用于Z源整流器的等分直通零矢量PWM调制方法,Simulink仿真证明了该调制方法的可行性,稳态和动态性能优良。 展开更多

关键词 Z源整流器 直通零矢量PWM 阻抗网络 升降压整流器

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Z源逆变器的直通零矢量控制策略的研究

2

作者 程如岐 赵庚申 +2 位作者 赵耀 郭天勇 赵二刚 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期107-111,共5页

针对离网型的Z源逆变器提出了一种利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制方案.介绍了Z源逆变器的概念,并在此基础上介绍了利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制的原理,同时给出了完整的控制框图与PI参数的整定方法.仿真结果表明... 针对离网型的Z源逆变器提出了一种利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制方案.介绍了Z源逆变器的概念,并在此基础上介绍了利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制的原理,同时给出了完整的控制框图与PI参数的整定方法.仿真结果表明了控制方法的正确性与有效性. 展开更多

关键词 Z源逆变器 直通零矢量 PI

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基于新型双电压空间矢量调制的准Z源六桥臂电压源逆变器 被引量：3

3

作者 王震 郭有贵 +1 位作者 郭宇 黄松涛 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期45-54,共10页

传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电... 传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 准Z源六桥臂逆变器 双电压空间矢量调制 升压 直通零矢量

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直通物理分离型Z源逆变器并网 被引量：4

4

作者 张华强 齐彩娟 姚统 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1-8,共8页

提出一种直通物理分离型Z源逆变器,通过在传统阻抗网络拓扑结构上引入1个二极管、1个电容和1个全控型器件,有效降低了启动冲击电流和Z源网络电容电压应力,实现了升压因子和调制因子的解耦控制,提高了Z源网络的升压能力。基于直通物理分... 提出一种直通物理分离型Z源逆变器,通过在传统阻抗网络拓扑结构上引入1个二极管、1个电容和1个全控型器件,有效降低了启动冲击电流和Z源网络电容电压应力,实现了升压因子和调制因子的解耦控制,提高了Z源网络的升压能力。基于直通物理分离型Z源逆变器数学模型,研究了以并网电流控制为内环、直流母线电压控制为外环的双闭环PI控制方案。在理论分析的基础上,对直通物理分离型Z源逆变器并网进行仿真及实验研究,结果表明:系统启动电流冲击小,并网功率因数高,鲁棒性强,动态性能稳定,验证了拓扑结构的正确性和控制策略的优越性。 展开更多

关键词 Z源逆变器 并网 解耦控制 电压控制 直通零矢量 仿真

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基于Z源逆变器的改进空间矢量脉宽调制算法研究 被引量：4

5

作者 薛阳 阚东跃 +3 位作者 时宇飞 郑蓉 郑梦秋 张明超 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第9期14-19,共6页

Z源逆变器通过在空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法中插入直通零矢量,从而获得独有的升压能力。传统算法首先需要坐标变换来进行扇区判断及时间点计算,存在大量复杂运算,降低了系统时效性。针对这一问题提出改进算法,直接利用三相电压进行扇... Z源逆变器通过在空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法中插入直通零矢量,从而获得独有的升压能力。传统算法首先需要坐标变换来进行扇区判断及时间点计算,存在大量复杂运算,降低了系统时效性。针对这一问题提出改进算法,直接利用三相电压进行扇区判断,并计算扇区内相邻基础矢量及直通零矢量作用时间,从而得到开关次序,无需进行坐标变换。通过仿真,在以DSP为控制核心的Z源逆变器系统中验证了算法的可行性。试验表明,与传统SVPWM算法相比,改进型算法响应速度快,具有较高的系统效率。 展开更多

关键词 Z源逆变器 空间矢量脉宽调制 扇区 直通零矢量

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Z源逆变器空间矢量调制的新策略 被引量：1

6

作者 郭有贵 王震 +2 位作者 邓文浪 李利娟 黄松涛 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期37-44,共8页

与传统逆变器相比,Z源逆变器允许逆变桥臂直通,通过控制一个周期内直通状态的时间便可实现输入直流电压的升降变换。首先,分析两种Z源逆变器的改进型拓扑并详细说明其工作原理;接着,阐述了Z源逆变器的空间矢量调制方法,进而提出一种新... 与传统逆变器相比,Z源逆变器允许逆变桥臂直通,通过控制一个周期内直通状态的时间便可实现输入直流电压的升降变换。首先,分析两种Z源逆变器的改进型拓扑并详细说明其工作原理;接着,阐述了Z源逆变器的空间矢量调制方法,进而提出一种新的基于直通零矢量作用时间分配的调制策略,以充分利用传统零矢量,并对开关表进行优化,减小损耗,实现最大升压,充分提高逆变器工作性能;再基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了主电路模型,采用基于C语言编程的S函数建模法实现Z源逆变器的新型调制策略进行仿真实验。最后,设计了1台基于DSP TMS320F28335控制的小功率样机,并进行了实验验证。实验波形很好地验证了改进型拓扑的优势,充分说明了新策略的可行性、有效升压性。 展开更多

关键词 Z源逆变器 新型调制策略 空间矢量调制 直通零矢量

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一种共享逆变器的双永磁同步电机传动系统的拓扑及控制

7

作者 李军军 李中启 易吉良 《电气传动》 2023年第2期39-48,共10页

共享逆变器可简化传统轴控模式下的双机传动系统的拓扑结构,降低装置的体积和重量。针对共享逆变器传动系统中单台电机的电压利用率低,导致电机牵引特性恒功区缩短,难以实现大功率输出的问题,研究了一种新型共享逆变器的ZS9-双永磁同步... 共享逆变器可简化传统轴控模式下的双机传动系统的拓扑结构,降低装置的体积和重量。针对共享逆变器传动系统中单台电机的电压利用率低,导致电机牵引特性恒功区缩短,难以实现大功率输出的问题,研究了一种新型共享逆变器的ZS9-双永磁同步电机传动系统。利用分时控制原理研究了双机的恒转矩-弱磁控制策略,根据七段式空间矢量脉宽调制原理研究了最佳开关序列及Z源直通零矢量的生成、分配方法,采用间接电压法对Z源电压进行控制。通过离线及硬件在环模拟了多种运行工况,实验结果表明:共享逆变器传动系统中的双机可分别独立控制,能满足实际工程应用的需求。 展开更多

关键词 共享逆变器 Z源 永磁同步电机 分时控制 直通零矢量

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采用Z源变换器的小型风力并网逆变系统 被引量：22

8

作者 许颇 张兴 +2 位作者 张崇巍 曹仁贤 赵为 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期93-97,共5页

基于Z源变换器的小型风力发电并网系统的工作特点及控制结构,不同于传统的电压型逆变器,Z源变换器引入特定的阻抗源网络将变换器主电路和电源耦合在一起,并且通过新增直通零矢量调制实现独特的直流升压功能,从而得到大范围变化的交流输... 基于Z源变换器的小型风力发电并网系统的工作特点及控制结构,不同于传统的电压型逆变器,Z源变换器引入特定的阻抗源网络将变换器主电路和电源耦合在一起,并且通过新增直通零矢量调制实现独特的直流升压功能,从而得到大范围变化的交流输出电压。经过对系统电路和要求的分析,文章对控制系统进行简单的设计。通过原有正弦波调制因子的控制,实现内环并网电流的单位功率因数运行和外环Z源电容电压的稳定;通过直通零矢量调制对发电机输出整流电流进行闭环控制,实现风力发电机的电能输出控制。最后,以2.5kWZ源变换器装置进行实验,实验结果验证了分析的正确性。 展开更多

关键词 Z源变换器 小型风力发电 并网 直通零矢量

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开关耦合电感准Z源逆变器 被引量：25

9

作者 周玉斐 黄文新 +1 位作者 赵健伍 赵萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期31-39,共9页

基于开关耦合电感准Z源逆变器拓扑的一种高升压能力逆变器,是在准Z源逆变器的基础上提出的。与开关耦合电感Z源逆变器相比,在相同的输入输出条件下,开关耦合电感准Z源逆变器具有的优点包括:输入电流连续,逆变桥和输入电压源共地,无源器... 基于开关耦合电感准Z源逆变器拓扑的一种高升压能力逆变器,是在准Z源逆变器的基础上提出的。与开关耦合电感Z源逆变器相比,在相同的输入输出条件下,开关耦合电感准Z源逆变器具有的优点包括:输入电流连续,逆变桥和输入电压源共地,无源器件体积重量减小,以及电容电压应力降低等。本文分析了这种新拓扑的稳态工作原理,升压特性,控制策略和器件的电压应力等,最后用实验结果验证了SCI-qZSI的实际性能。 展开更多

关键词 准Z源逆变器 高增益 耦合电感 直通零矢量

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一种高升压比的Z源逆变器 被引量：22

10

作者 周玉斐 黄文新 +1 位作者 赵健伍 赵萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期239-246,共8页

传统Z源逆变器能实现升降压变换的功能,同时桥臂不需要死区时间,变换器的可靠性高。引入的无源网络替代了Z源逆变器中和电源正极相连的电感,和传统Z源逆变器相比,可实现更高的电压增益。本文将这两种变换器作了比较,相对于传统的Z源逆变... 传统Z源逆变器能实现升降压变换的功能,同时桥臂不需要死区时间,变换器的可靠性高。引入的无源网络替代了Z源逆变器中和电源正极相连的电感,和传统Z源逆变器相比,可实现更高的电压增益。本文将这两种变换器作了比较,相对于传统的Z源逆变器,高升压比的Z源逆变器不仅具有更高增益的升压变换能力,而且降低了电容电压应力和电感电流纹波。本文在理论研究的基础上,基于简单升压控制方法的实验结果验证了该拓扑的优点。 展开更多

关键词 Z源逆变器 高升压能力 直通零矢量 耦合电感

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基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统 被引量：12

11

作者 周玉斐 黄文新 +1 位作者 赵萍 赵健伍 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1808-1813,共6页

提出了基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统,其可在一级变换器中实现升压、逆变、单位功率因数并网和最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的功能。该拓扑在电压源和三相逆变桥间加入包含耦合电感的无源网络,通... 提出了基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统,其可在一级变换器中实现升压、逆变、单位功率因数并网和最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的功能。该拓扑在电压源和三相逆变桥间加入包含耦合电感的无源网络,通过调节桥臂的直通占空比和耦合电感的匝比,实现母线电压的提升。由于桥臂直通成为一种正常工作方式,系统的可靠性得到了提高。此外,采用单级逆变器和通过采样输出电流实现MPPT的方式简化了系统,降低了成本且易于实现。算例结果验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 耦合电感 光伏 单级逆变器 并网 直通零矢量 最大功率跟踪

原文传递

Z源逆变器的状态反馈控制策略 被引量：18

12

作者 程如岐 赵庚申 郭天勇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期673-678,共6页

为研究针对于Z源逆变器的直通零矢量和调制因子的统一控制方法,应用状态空间平均法在不忽略Z网络电感电阻的情况下对带感性负载的Z源逆变器进行统一的建模分析,并给出完整的数学模型。在此数学模型的基础上,依据非线性控制理论,结合状... 为研究针对于Z源逆变器的直通零矢量和调制因子的统一控制方法,应用状态空间平均法在不忽略Z网络电感电阻的情况下对带感性负载的Z源逆变器进行统一的建模分析,并给出完整的数学模型。在此数学模型的基础上,依据非线性控制理论,结合状态反馈控制方法设计完整的控制模型,并且给出具体的控制矩阵参数和对系统的硬件平台进行简单介绍。这种控制方法直接对直通零矢量和调制度进行统一的计算控制,仿真与实验结果表明通过对直通零矢量和调制度的统一控制,使系统具有跟踪快速准确,超调量小的特点。 展开更多

关键词 状态反馈控制 建模 状态平均 Z源 直通零矢量

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一种新型半准Z源逆变器在风力发电变流系统中的应用 被引量：10

13

作者 张阳 黄守道 罗德荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第17期5107-5117,共11页

针对传统Z源风力发电变流系统机侧定子电流畸变严重,Z源网络电感电流纹波大的缺点,该文提出一种半准Z源逆变器(half quasi-Z-source inverter,H-q ZSI),并将其应用于直驱永磁风力发电系统。阐述H-q ZSI电感电流连续时的工作原理,得出升... 针对传统Z源风力发电变流系统机侧定子电流畸变严重,Z源网络电感电流纹波大的缺点,该文提出一种半准Z源逆变器(half quasi-Z-source inverter,H-q ZSI),并将其应用于直驱永磁风力发电系统。阐述H-q ZSI电感电流连续时的工作原理,得出升压因子与直通占空比的关系。当H-q ZSI处于直通状态时,加在各输入电感上的电流仅由相电压瞬时值决定,改善机侧电流与机侧电压的非线性关系,从而降低发电机定子电流谐波。通过分析准Z源逆变器和H-q ZSI输入电感电流纹波的产生机理,得出相同系统参数下,与准Z源逆变器相比,H-q ZSI的输入电感电流纹波有效减小。最后通过仿真与实验验证理论分析的正确性。 展开更多

关键词 半准Z源逆变器 定子电流谐波 纹波抑制 风力发电 三相不可控整流 直通零矢量

原文传递

三相耦合电感单级升压逆变器非隔离光伏并网发电系统 被引量：9

14

作者 周玉斐 黄文新 赵萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期190-199,共10页

针对耦合电感单级升压逆变器(Coupled Inductor Single-Stage Boost Inverter,CL-SSBI)在非隔离光伏并网发电系统中的应用,提出在线路上进行改进,构成CL-SSBI-D,并采用适当的调制方式,减小漏电流幅值。该CL-SSBI-D拓扑,能够在有效矢量... 针对耦合电感单级升压逆变器(Coupled Inductor Single-Stage Boost Inverter,CL-SSBI)在非隔离光伏并网发电系统中的应用,提出在线路上进行改进,构成CL-SSBI-D,并采用适当的调制方式,减小漏电流幅值。该CL-SSBI-D拓扑,能够在有效矢量和传统零矢量作用时阻断漏电流的回路;采用相邻矢量脉宽调制(Near-State PWM,NSPWM)方式,去掉传统零矢量,并减小了有效矢量时的共模电压幅值,从而进一步减小了直通零矢量与有效矢量变化瞬间产生的漏电流。本文在理论研究的基础上对采用恒定最大增益(Maximum Constant Boost,MCB)调制方法的CL-SSBI和采用NSPWM调制方法的CL-SSBI-D非隔离并网系统进行了仿真和实验验证,证明采用NSPWM的CL-SSBI-D非隔离并网系统可有效减小漏电流。 展开更多

关键词 光伏发电系统 单级逆变器 脉宽调制 直通零矢量

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耦合电感单级升压逆变器 被引量：13

15

作者 周玉斐 黄文新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第33期61-67,共7页

传统的两级式升压变换器通常由Boost变换器作为前级,以提升输入电压至合适的母线电压,防止输入电压较低时无法输出所需的交流电压。当升压比要求很高时,Boost变换器的占空比就会接近极限,过大的占空比会恶化Boost变换器的二极管反向恢... 传统的两级式升压变换器通常由Boost变换器作为前级,以提升输入电压至合适的母线电压,防止输入电压较低时无法输出所需的交流电压。当升压比要求很高时,Boost变换器的占空比就会接近极限,过大的占空比会恶化Boost变换器的二极管反向恢复问题,增加开关管的开关损耗,降低效率。提出一种新型单级升压逆变器,在典型三相桥前加入包括耦合电感在内的无源网络,通过对耦合电感的设计和逆变桥直通时间的控制,可以使逆变器在直流输入电压较低时仍实现中间母线电压幅值的较大提升,输出稳定的交流电压。理论分析和实验结果表明该单级升压逆变器具有良好的性能。 展开更多

关键词 逆变器 单级 升压 耦合电感 直通零矢量

原文传递

Z源逆变器在风电并网系统中的电容电压纹波抑制策略 被引量：6

16

作者 黄守道 张阳 罗德荣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期135-142,共8页

风电并网系统中Z源网络的电容电压纹波影响电容参数的选择,增大了系统体积和成本。传统的脉宽调制策略是将一个开关周期的直通时间平均分为6份,分别插入不同的状态矢量之间。该文提出一种抑制Z源网络电容电压纹波的改进脉宽调制策略,通... 风电并网系统中Z源网络的电容电压纹波影响电容参数的选择,增大了系统体积和成本。传统的脉宽调制策略是将一个开关周期的直通时间平均分为6份,分别插入不同的状态矢量之间。该文提出一种抑制Z源网络电容电压纹波的改进脉宽调制策略,通过分析有效状态矢量和直通零矢量下Z源网络电容电压的升降,可在一个开关周期内直通时间总和不变的前提下,改变不同状态矢量之间的直通零矢量时间,有效减小Z源网络电容电压的最大峰值。仿真与实验结果表明,与传统调制策略相比,所提方法减小了风电并网系统中Z源网络的电容电压纹波,从而在相同系统参数下降低了所需电容量。 展开更多

关键词 风力发电 Z源逆变器 直通零矢量 纹波抑制 脉宽调制

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新型单级可升压逆变器 被引量：3

17

作者 杨奇 黄文新 +2 位作者 胡育文 周玉斐 卜飞飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期122-127,152,共7页

提出了一种新型单级可升压逆变器拓扑,利用逆变桥的直通零矢量与耦合电感储能及转移升压技术,实现了逆变器直流母线电压的升压调节,仅使用一级变换电路,消除了传统电压源型逆变器的局限,适合于输入电压较大范围变化,输出恒压的逆变场合... 提出了一种新型单级可升压逆变器拓扑,利用逆变桥的直通零矢量与耦合电感储能及转移升压技术,实现了逆变器直流母线电压的升压调节,仅使用一级变换电路,消除了传统电压源型逆变器的局限,适合于输入电压较大范围变化,输出恒压的逆变场合。以应用于风力发电系统中功率变换的新型单级可升压三相逆变器为例,详细阐述其工作机理,并通过仿真和实验验证了方案的可行性。 展开更多

关键词 可升压逆变器 直通零矢量 耦合电感 转移升压 风力发电

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SVPWM在基于DSP+FPGA的Z源逆变器中的应用 被引量：2

18

作者 郭天勇 赵庚申 +3 位作者 程如岐 赵二刚 赵耀 王庆章 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期77-81,共5页

介绍了一种利用现场可编程门阵列(FPGA)产生空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,同时结合DSP的AD采样数据对FPGA进行控制,通过仿真及其在小功率Z源逆变器中的实际电压输出波形,验证了此方案的可行性.该方法具有执行速度快、性能稳定、控制... 介绍了一种利用现场可编程门阵列(FPGA)产生空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,同时结合DSP的AD采样数据对FPGA进行控制,通过仿真及其在小功率Z源逆变器中的实际电压输出波形,验证了此方案的可行性.该方法具有执行速度快、性能稳定、控制精度高等优点. 展开更多

关键词 FPGA 单相SVPWM Z源逆变器 直通零矢量

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Z源型逆变器母线电压PI控制策略的研究 被引量：2

19

作者 赵耀 赵庚申 +6 位作者 程如岐 郭天勇 赵二刚 祁超 王庆章 赵星宇 殷杰 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期20-25,共6页

介绍了一种在Z源逆变器输入电压发生变化时,通过对Z源电容电压的控制,快速稳定直流母线电压的PI控制策略.在详细分析了系统小信号模型的基础上提出了控制方法,同时设计了响应速度快,稳定性强的PI控制器.

关键词 逆变器 PI控制 直通零矢量

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Z源PWM整流器直流侧控制策略的研究 被引量：1

20

作者 刘博 贲洪奇 孟涛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期16-22,共7页

三相电压型Z源PWM整流器既能实现传统PWM整流器的功能,又能实现输出电压的降压变换,并提高了桥臂开关管的抗干扰能力。将Z源整流器等效为交流侧PWM整流和直流侧Z源网络降压变换两级控制系统,重点研究了直流侧的状态空间平均建模方法,得... 三相电压型Z源PWM整流器既能实现传统PWM整流器的功能,又能实现输出电压的降压变换,并提高了桥臂开关管的抗干扰能力。将Z源整流器等效为交流侧PWM整流和直流侧Z源网络降压变换两级控制系统,重点研究了直流侧的状态空间平均建模方法,得到了系统的小信号控制模型,并推导了从直通占空比到输出电压的传递函数。针对直流侧Z源网络采用电压单闭环控制系统时,输出电压纹波大、稳定性差的问题,提出了引入Z源网络电感电流内环与输出电压外环的双闭环控制系统,并分析了双闭环PI调节器的参数设计方法。仿真和实验结果表明,所建立的Z源整流器模型以及控制系统的设计是正确可行的。 展开更多

关键词 Z源 整流器 控制策略 小信号模型 直通零矢量 降压变换

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