電力電子變流器控制系統(tǒng) 課件全套 鄭常寶 1直流電機(jī)控制系統(tǒng) -9柔性直流輸電變流器控制系統(tǒng)

電力電子變流器控制系統(tǒng)第*頁1 直流調(diào)速系統(tǒng)1.1 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1.1.1 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法改變轉(zhuǎn)速的三種方法：⑴改變電樞電壓U、⑵改變勵(lì)磁磁通Ф、⑶改變電樞回路總電阻R直流調(diào)速用可控電壓源有：晶閘管整流器、直流斬波器。第3頁1.1.2晶閘管整流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)第4頁1.1.2晶閘管整流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)觸發(fā)-整流環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型第5頁1.1.3直流PWM變流器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)第6頁1.2 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)1.2.1 調(diào)速要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標(biāo)1、調(diào)速要求：⑴調(diào)速、⑵穩(wěn)速、⑶加、減速2、穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標(biāo)⑴調(diào)速范圍⑵靜差率(3)調(diào)速指標(biāo)、靜差率和額定速降的關(guān)系第7頁1.2.2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)1、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)組成2、PI調(diào)節(jié)器第8頁1.2.2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)3、含有積分作用的調(diào)節(jié)器穩(wěn)態(tài)無誤差靜止?fàn)顟B(tài)加階躍給定啟動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為0，Un=0，偏差ΔUn=Un*，PI調(diào)節(jié)器很快飽和，輸出飽和值Uos，Uc=Ucm，Ud為最大電壓Udm，Udm=UN，相當(dāng)于電機(jī)全電壓?jiǎn)?dòng)，電機(jī)電樞流過很大的過電流，這是不允許的。系統(tǒng)運(yùn)行被堵轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)過電流的情況。圖1-10的系統(tǒng)需要加電流保護(hù)，一種方法是加電流截止負(fù)反饋，另一種是加電流負(fù)反饋。第9頁1.3 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.3.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成第10頁1.3.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)態(tài)參數(shù)⑴轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和第11頁⑵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和第12頁1.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)過程分析1、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(1)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型第13頁1.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)過程分析⑵雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第14頁1.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)過程分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程三個(gè)特點(diǎn)：①飽和非線性控制。②轉(zhuǎn)速超調(diào)。③準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。2、啟動(dòng)過程分析第15頁3、抗擾性能分析1.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)過程分析電流反饋點(diǎn)在轉(zhuǎn)速反饋點(diǎn)前，電流反饋先于轉(zhuǎn)速反饋感知變化，電流調(diào)節(jié)器先于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些。第16頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)(1)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)①上升時(shí)間tr：②超調(diào)量σ與峰值時(shí)間tp③調(diào)節(jié)時(shí)間ts(2)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)①動(dòng)態(tài)降落ΔCmax②恢復(fù)時(shí)間tv第17頁(3)頻域性能指標(biāo)1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)①中頻段以－20dB/dec的斜率穿越零分貝線，－20dB/dec占有足夠的頻帶寬度，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。②截止頻率（或稱剪切頻率）越高，則系統(tǒng)的快速性越好。③低頻段的斜率陡、增益高，表示系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度好（即靜差率小、調(diào)速范圍寬）。④高頻段衰減得越快，即高頻特性負(fù)分貝值越低，說明系統(tǒng)抗高頻噪聲干擾的能力越強(qiáng)。一般要求γ=30~60°

GM>6dB第18頁2、調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)工程設(shè)計(jì)方法的原則和基本思路遵循的原則是：1）概念清楚、易懂；2）計(jì)算公式簡(jiǎn)明、好記；3）不僅給出參數(shù)計(jì)算的公式，而且指明參數(shù)調(diào)整的方向；4）考慮飽和非線性控制的情況，經(jīng)過分段線性化處理，給出簡(jiǎn)單的計(jì)算公式；5）適用于各種可以簡(jiǎn)化成典型系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。分兩步：第一步解決主要矛盾（穩(wěn)、準(zhǔn)），選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定、同時(shí)滿足穩(wěn)態(tài)精度。第二步選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，滿足其他動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求（快、抗干擾）。(2)典型系統(tǒng)典型I型系統(tǒng)典型II型系統(tǒng)第19頁典型I型系統(tǒng)1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第20頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)典型II型系統(tǒng)第21頁(3)典型I型系統(tǒng)性能指標(biāo)與開環(huán)增益K的關(guān)系1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第22頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第23頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(4)典型II型系統(tǒng)性能指標(biāo)與中頻寬h的關(guān)系Mrmin在1.2~1.5之間時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能較好，有時(shí)也允許Mrmin達(dá)到1.8~2.0，所以h值可在3~10之間選擇。h更大時(shí)，降低Mrmin的效果就不顯著了。第24頁動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)h=5時(shí)的調(diào)節(jié)時(shí)間最短。h減小時(shí)，上升時(shí)間快，h增大時(shí)，超調(diào)量小典型II型系統(tǒng)的超調(diào)量一般都比典型I型系統(tǒng)大得多，快速性好于典型I型系統(tǒng)。第25頁3、傳遞函數(shù)的簡(jiǎn)化1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理(2)高階傳遞函數(shù)降階第26頁(3)低頻段大慣性環(huán)節(jié)近似處理1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第27頁4、用工程設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第28頁(1)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）結(jié)構(gòu)圖等效變換第29頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2）確定電流環(huán)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)器3)電流環(huán)等效傳遞函數(shù)第30頁4)電流環(huán)抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)分析1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第31頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第32頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第33頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1)轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2)確定轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)器第34頁3)轉(zhuǎn)速環(huán)抗負(fù)載擾動(dòng)性能分析1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)h<5時(shí)，h變小，由于振蕩次數(shù)增加，恢復(fù)時(shí)間tv變長。h=5恢復(fù)時(shí)間tv最短、調(diào)節(jié)時(shí)間ts最短。綜合典型II型系統(tǒng)跟隨和抗擾性能指標(biāo)，h=5應(yīng)該是很好的選擇。第35頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第36頁1.3.4

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(3)轉(zhuǎn)速超調(diào)量計(jì)算批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第39頁2 交流異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.1

異步機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速方法1、異步機(jī)機(jī)械特性第40頁2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.1

異步機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速方法1、異步機(jī)機(jī)械特性第41頁2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.1

異步機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速方法2、異步機(jī)調(diào)速方法按改變參數(shù)的不同，調(diào)速方法有三種：①變極對(duì)數(shù)np調(diào)速，②變頻f1調(diào)速，③變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速分為：轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速、改變定子電壓調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速、繞線異步機(jī)雙饋調(diào)速。定子轉(zhuǎn)遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一部分轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率Pmech=(1-s)Pm，由軸輸出；另一部分轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)差功率Ps=sPm。按對(duì)待轉(zhuǎn)差功率的不同，調(diào)速方法有三類：轉(zhuǎn)差功率不變型、轉(zhuǎn)差功率饋送型、轉(zhuǎn)差功率消耗型。變極對(duì)數(shù)調(diào)速和變頻調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速，無論電機(jī)高速還是低速，轉(zhuǎn)差功率不變。雙饋調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速，轉(zhuǎn)差功率回送給電網(wǎng)。其它改變參數(shù)的調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速，消耗更多轉(zhuǎn)差功率獲得轉(zhuǎn)速的降低，調(diào)速效率低。第42頁2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.1

異步機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速方法3、異步機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)第43頁2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.2異步機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)1.變頻調(diào)速原理(1)額定頻率f1N（基頻）以下變頻調(diào)速第44頁2.1基于穩(wěn)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.1.2異步機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)1.變頻調(diào)速原理(2)額定頻率f1N（基頻）以上變頻調(diào)速頻率從額定頻率增加時(shí)，受絕緣水平的限制定子電壓不能高于額定電壓，只能等于額定電壓。隨著頻率上升，勵(lì)磁磁通下降，低于額定磁通，屬于弱磁調(diào)速。頻率越高，磁通下降越多。允許流過電機(jī)轉(zhuǎn)子電流為額定電流，磁通下降，電磁轉(zhuǎn)矩Te下降。電機(jī)減弱磁通，速度增加，即弱磁升速。功率近似不變，近似為恒功率調(diào)速。2.恒壓頻比控制變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性(1)基頻以下第45頁2.恒壓頻比控制變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性(2)基頻以上第46頁3.變頻器（1）主電路(2)PWM控制技術(shù)1）SPWM2)SVPWM（3）電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（加）圖5-21電壓空間矢量1）、空間矢量的定義2）、電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系圖5-22旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電壓空間矢量的運(yùn)動(dòng)軌跡圖5-23電壓矢量圓軌跡3）PWM逆變器基本輸出電壓矢量圖5-24基本電壓空間矢量圖（SA,SB

,SC）=(0,0,0)（SA,SB

,SC）=(0,1,1)（SA,SB

,SC）=(0,0,1)（SA,SB

,SC）=(1,1,0)（SA,SB

,SC）=(1,0,0)（SA,SB

,SC）=(1,0,1)（SA,SB

,SC）=(0,1,0)（SA,SB

,SC）=(1,1,1)2024/12/3524）正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖5-27電壓空間矢量的六個(gè)扇區(qū)圖5-28期望輸出電壓矢量的合成5）期望電壓空間矢量的合成6）SVPWM的實(shí)現(xiàn)方法a、零矢量集中的實(shí)現(xiàn)方法圖5-29零矢量集中的SVPWM實(shí)現(xiàn)b、零矢量分散的實(shí)現(xiàn)方法圖5-30零矢量分布的SVPWM實(shí)現(xiàn)7)

SVPWM控制的定子磁鏈圖5-31N=4時(shí)期望的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E圖5-32定子磁鏈?zhǔn)噶康倪\(yùn)動(dòng)的7步軌跡圖5-33N=4時(shí)實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E第60頁第61頁4.轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)2.2 基于動(dòng)態(tài)模型的異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.2.1 三相異步機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型研究異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型時(shí)，假設(shè)：①忽略空間諧波，三相繞組對(duì)稱，在空間互差120o電角度，磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙按正弦規(guī)律分布。②忽略磁路飽和，各繞組的自感和互感都是恒定的。③忽略鐵心損耗。④不考慮頻率變化和溫度對(duì)繞組電阻的影響，繞組電阻恒定。第62頁1.磁鏈方程第63頁2.電壓方程3.轉(zhuǎn)矩方程第64頁2.2.2 坐標(biāo)變換1．空間矢量及三種坐標(biāo)系第65頁2．Clarke變換（3s/2s變換）3．Park變換4．坐標(biāo)變換對(duì)諧波次數(shù)的變換第66頁2.2.3 正交坐標(biāo)系中的異步機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型1．αβ坐標(biāo)系中異步機(jī)的微分方程第67頁2．dq坐標(biāo)系中異步機(jī)的微分方程第68頁2.2.4旋轉(zhuǎn)正交dq坐標(biāo)系中異步電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)方程1、以ω-is-ψr為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程第69頁2、以ω-is-ψs為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程第70頁2.2.5異步機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)1、按轉(zhuǎn)子磁鏈定向dq坐標(biāo)系中的異步機(jī)狀態(tài)方程第71頁第72頁2、按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)第73頁3.按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步機(jī)矢量控制系統(tǒng)電流控制第74頁

4.按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步機(jī)矢量控制系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)矩控制5.轉(zhuǎn)子磁鏈的計(jì)算第75頁2.2.6異步機(jī)按定子磁鏈定向的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)1.逆變電路輸出電壓的矢量上通下斷，s=1;下通上斷，s=0，開關(guān)狀態(tài)有8種。

8種狀態(tài)導(dǎo)通的器件是（二進(jìn)制數(shù)）：V4、V6、V2（000），V1、V6、V2（100），V1、V3、V2（110），V4、V3、V2（010），V4、V3、V5（011），V4、V6、V5（001），V1、V6、V5（101），V1、V3、V5（111）。第76頁第77頁2.按定子磁鏈定向的dq坐標(biāo)系中的異步電動(dòng)機(jī)狀態(tài)方程第78頁3.定子電壓矢量對(duì)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用4.按定子磁鏈定向的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)第80頁4.按定子磁鏈定向的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)5.定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩計(jì)算第81頁6.直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和不足批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第84頁3同步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3.1永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型同步電動(dòng)機(jī)的定子與異步電動(dòng)機(jī)的相同，一般為三相繞組。按勵(lì)磁方式，同步電動(dòng)機(jī)分為可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)?？煽貏?lì)磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有獨(dú)立的直流勵(lì)磁繞組，改變直流勵(lì)磁電流改變磁場(chǎng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子用永磁材料制作，無需勵(lì)磁。正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)和梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)（PermanentMagnetSynchronousMotor,PMSM）。梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)定子輸入方波電流，氣隙磁場(chǎng)呈梯形波分布，用其構(gòu)成的自控變頻同步電動(dòng)機(jī)又稱作無刷直流電動(dòng)機(jī)（BrushlessDCMotor,BLDM）。第85頁3.1永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型隱極電動(dòng)機(jī)Ld=Lq，凸極電動(dòng)機(jī)Ld≠Lq。第86頁3.1永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型第87頁3.2永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)第88頁3.2永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)第89頁3.2.2轉(zhuǎn)折速度以上控制方式反電動(dòng)勢(shì)正比例與磁通和轉(zhuǎn)速。高于轉(zhuǎn)折速度時(shí)增加速度，若磁通不變，反電動(dòng)勢(shì)也隨之增加，受定子電壓的限制，不允許反電動(dòng)勢(shì)增加，可以減弱磁通使反電動(dòng)勢(shì)不變。轉(zhuǎn)折速度以上，通過削弱氣隙磁通提升速度的方法稱為“弱磁”。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)恒定，可以利用定子電流的直軸分量減弱磁通，使定子電流直軸分量isd產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁體磁場(chǎng)的方向相反，起到削弱電機(jī)磁場(chǎng)的作用，控制定子電流直軸分量isd的大小控制弱磁程度。弱磁I區(qū)：電機(jī)定子電壓、電流取最大值第90頁弱磁II區(qū)：電機(jī)電壓達(dá)到逆變器的輸出電壓極限，為了提高同步機(jī)輸出更高轉(zhuǎn)矩的要求，即利用有限電壓輸出盡可能大的轉(zhuǎn)矩，可采用最大電磁轉(zhuǎn)矩電壓比控制(MaxiumTorquePerVoltage,MTPV)。根據(jù)拉格朗日極值定理，引入輔助函數(shù)3.3無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)第92頁3.3無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第95頁4并網(wǎng)光伏逆變器控制系統(tǒng)4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹第96頁4.2 光伏電池的特性和最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)4.2.1 光伏電池的特性型4.2.2最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)1、MPPT第97頁2、擾動(dòng)觀察法第98頁3、擾動(dòng)觀察法的振蕩和誤判第99頁3、擾動(dòng)觀察法的振蕩和誤判4、基于滯環(huán)比較的擾動(dòng)觀察法第100頁第101頁4.3 并網(wǎng)逆變器矢量控制系統(tǒng)4.3.1 并網(wǎng)逆變器第103頁4.3.3并網(wǎng)逆變器矢量控制系統(tǒng)第104頁第105頁4.4鎖相環(huán)和孤島保護(hù)4.4.1鎖相環(huán)第106頁第107頁4.4.2 孤島保護(hù)1、孤島效應(yīng)2、孤島效應(yīng)的功率匹配問題第108頁3、頻移法批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第111頁5

風(fēng)電變流器控制系統(tǒng)5.1 繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)雙饋調(diào)速原理5.1.1 繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)轉(zhuǎn)子串電壓調(diào)速（a圖

）5.1.2 轉(zhuǎn)子連變頻電路（b圖、c圖）第112頁5.2繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)雙饋調(diào)速四種基本工況第113頁第114頁第115頁5.3雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)第116頁5.4風(fēng)電變流器控制系統(tǒng)5.4.1風(fēng)力發(fā)電介紹第117頁5.4.2基于定子磁場(chǎng)定向的雙饋型風(fēng)電變流器矢量控制系統(tǒng)定子磁鏈代入以ω-is-ψs為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程第119頁定子電流代入求轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈代入求轉(zhuǎn)子電壓PI控制加前饋控制補(bǔ)償上式右端的擾動(dòng)量第120頁定子電流和定子磁鏈代入求轉(zhuǎn)矩公式dq坐標(biāo)系中，利用定子電流求定子功率第121頁第122頁第123頁第124頁第125頁第126頁第127頁1.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低電壓穿越方案（1）附加撬棒電路的LVRT控制方案（2）定子串聯(lián)變流器的LVRT方案第128頁（3）附加阻抗網(wǎng)絡(luò)的LVRT方案批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第131頁6并聯(lián)補(bǔ)償裝置控制系統(tǒng)

6.1 有源濾波器控制系統(tǒng)6.1.1 并聯(lián)有源補(bǔ)償器原理第132頁6.1.2三相四線制APF主電路結(jié)構(gòu)第133頁6.1.3諧波電流檢測(cè)方法和電流控制方法按電網(wǎng)電壓定相三相電流的零序分量m次諧波電流第134頁電流ClarkePark變換APF常用的電流控制方法：有單周控制、PWM跟蹤控制、重復(fù)控制等。在電力電子技術(shù)課中學(xué)過三種PWM跟蹤控制技術(shù)：滯環(huán)比較、三角波比較、定時(shí)比較。ip-iq算法第135頁6.2靜止同步補(bǔ)償器控制系統(tǒng)6.2.1 級(jí)聯(lián)多電平STATCOM的主電路能補(bǔ)償無功功率的裝置很多，主要有同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器、靜止無功補(bǔ)償器(StaticVarCopensator、SVC)和靜止同步補(bǔ)償器（StaticSynchronousCompensator、STATCOM）。6.2.2PWM調(diào)制技術(shù)多電平逆變電路的調(diào)制技術(shù)有：階梯波調(diào)制法、SVPWM、指定諧波消除法、載波移相SPWM（CPS-SPWM）和載波層疊SPWM。CPS-SPWM由于各個(gè)模塊輸出基波電壓相等，輸入有功功率也相等，有利于實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓均衡，故適合使用在級(jí)聯(lián)H橋變換器中。第136頁第137頁6.2.3級(jí)聯(lián)多電平STATCOM控制系統(tǒng)第139頁批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第142頁7動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器控制系統(tǒng)

7.1 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器原理

電網(wǎng)短路故障、大容量感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)、變壓器的突然投入、雷擊等都會(huì)引起電壓跌落(暫降)。國際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)將電壓方均根值突然下降至額定電壓的10%-90%，且持續(xù)0.5個(gè)周期至1分鐘后恢復(fù)正常的短時(shí)擾動(dòng)現(xiàn)象定義為電壓暫降；而國際電工委員會(huì)(IEC)將電壓方均根值下降至額定電壓的90%-1%定義為電壓暫降。第143頁7.2暫降電壓檢測(cè)與補(bǔ)償策略7.2.1 暫降電壓檢測(cè)1、三相暫降電壓檢測(cè)第144頁2、單相電壓暫降

對(duì)于單相電壓暫降，可以用移相的方法構(gòu)造出三相對(duì)稱電壓，然后用Clarke變換和Park變換求解。構(gòu)造三相電壓的方法一，認(rèn)為暫降電壓為a相電壓ua，a相電壓延時(shí)三分之一周期得b相電壓ub，a相電壓延時(shí)三分之二周期得c相電壓uc；方法二，認(rèn)為暫降電壓為a相電壓，a相電壓延時(shí)六分之一周期得負(fù)的c相電壓uc，b相電壓ub=-ua-uc對(duì)于單相電壓暫降，還可以構(gòu)造出正交兩相電壓uα、uβ，然后用Park變換求解。第145頁用三角變換可以檢測(cè)單相暫降電壓若由鎖相環(huán)得到與暫降基波電壓同頻率、同相位、幅值為1的正弦信號(hào)sin（ωt+φ1)、余弦信號(hào)cos(ωt+φ1)，暫降電壓乘以此正弦信號(hào)和余弦信號(hào)，得第146頁與基波電壓同頻率、初相為0、幅值為1的正弦信號(hào)sinωt和余弦信號(hào)cosωt，暫降電壓分別乘以此正弦信號(hào)和余弦信號(hào)，得第147頁7.2.2 補(bǔ)償策略1、完全電壓補(bǔ)償2、同相補(bǔ)償?shù)?48頁3、最小能量補(bǔ)償7.3 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器控制系統(tǒng)批評(píng)指導(dǎo)，謝謝！鄭常寶電力電子變流器控制系統(tǒng)第151頁8 潮流控制器控制系統(tǒng)8.1 潮流控制原理第152頁第153頁第154頁8.2 DPFC的功率控制特性8.2.1 基波功率控制特性第155頁第156頁8.2.2 三次諧波功率控制特性第157頁8.3 DPFC控制系統(tǒng)8.3.1 靜止坐標(biāo)系中單相并網(wǎng)變流器的控制1、 并聯(lián)單相變流器并聯(lián)單相變流器的控制目標(biāo)為：從線路吸收基頻有功功率來維持并聯(lián)側(cè)變流器的公共直流電容電壓穩(wěn)定；向線路輸出基波無功功率以維持母線電壓穩(wěn)定或無功功率補(bǔ)償；向線路輸出穩(wěn)定的三次諧波電壓，向串聯(lián)變流器提供三次諧波有功功率，串聯(lián)變流器吸收三次諧波有功功率，維持其直流側(cè)電容電壓穩(wěn)定。第159頁2、 串聯(lián)單相變流器串聯(lián)單相變流器的控制目標(biāo)為