基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究.pdf

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1、流技术《电气自动化)2013年第35卷第4期ConverterTechniques——————基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究张文娟(宝鸡文理学院电子电气工程系。陕西宝鸡721007)摘要：在分析单相逆变器结构及比例谐振控制算法基础上，根据逆变器的谐波特点，提出一种比例谐振与重复控制相结合的控制策略。通过重复控制的内模原理抑制逆变器输出波形的谐波畸变，与传统的比例谐振控制相比，重复控制引入能有效提高逆变器输出电压电流波形质量，降低系统谐波总畸变率。实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。关

2、键词：逆变器；比例谐振；重复控制；谐波补偿；控制器设计DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2013．04．018[中图分类号]TM46[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)04—0051—03StudyonHigh-performanceInverterBasedonProportiona1．resonantControlandRepetitiveControIZHANGWen-juan(Department．ofElectronicandElectricEn

3、gineering，BaojiUniversityofArtsandSciences，BaojiShaanxi721007，China)Abstract：Basedontheanalysisofsingle—phaseinverterstructureandproportional—resonantandrepetitivecontrolalgorithm，thepaperputsforwardanimprovedcontrolstrategywhichcombinesproportional—res

4、onantcontrolwithrepetitivecontrolaccordingtothecharacteristicsofinverterharmonic．Theharmonicdistortionofinverteroutputwaveformissuppressedbyrepetitivecontrolinternalmodelprinciple．Comparedtoconventionalproportional—resonantcontrol，thewaveformqualitiesof

5、inverteroutputvoltageandcurrentareimprovedbytheproposedrepetitivecontrolstrategy，andthetotalharmonicdistortionofthesystemisalsoreduced．Theexperimentresuhsverifythecorrectnessandeffectivenessoftheproposedcontrolstrategy．Keywords：inverter；proportional—res

6、onant(PR)；repetitivecontrol；harmoniccompensation；controllerdesignO引言逆变器控制策略。比例谐振控制能对特定频率的交流信号实现零误差调节，而重复控制利用负载扰动的周期性规律，“记忆”谐单相电压型逆变器作为将可再生能源转化成可利用电能的波信号发生的位置，有针对性地逐步修正，改善比例谐振控制器关键器件j，广泛应用于风能、太阳能等新能源领域。目前对于输出波形，提高逆变器输出电能质量。实验结果证明了本文所提逆变器的控制，最常采用的是PI控制，但该

7、方法存在以下不足之出方法的正确性和有效性。处J：PI能对直流信号实现零稳态误差，但却不能消除因逆变桥死区效应和非线性负载引起的谐波分量；PI控制对正弦信号存1比例谐振控制在稳态误差，导致逆变电压电流谐波畸变率增大，严重影响输出1．1单相逆变器模型电能质量。图1比例谐振(PR)控制策略就是基于以上考虑，它利用PR控制为单相电器在基波频率处的增益为无穷大，可以实现静止坐标系下交流信压型全桥号的零误差调节。根据其控制特点，为了减小实际现场谐波对控逆变器主制精度的影响，提高逆变器输出波形质量，在谐波频率处引入

8、PR电路图。谐波补偿器进行补偿，但随着抑制谐波次数的增加，数字信号处电感与理器的运算量加倍，系统控制算法实现的难度加大；再者，为电容C构了保证电流环的稳定性，谐波补偿器能够抑制的谐波次数受到电成输出低流环带宽的限制J。分析逆变器电压中的谐波成分属于周期性通滤波器，图1单相全桥逆变器固定的干扰源，因此，将重复控制方法引入比例谐振控制是改进r为考虑滤波电感的等效串联电阻、死区效应、开关管导通压逆变器性能的方法之一。降、线路电阻等逆变器中各种阻尼因素的综合等效