逆变器数字双环低谐波混合控制技术研究.pdf

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1、第47卷第11期电力电子技术Vo1．47，No．112013年11月PowerElectronicsNovember2013逆变器数字双环低谐波混合控制技术研究李翔，徐发喜，王念春(1．安徽国防科技职业学院，机电工程系，安徽六安237011；2．东南大学，电气工程学院，江苏南京210096)摘要：为使逆变器具有输出波形动态响应快、稳态精度高和较强的抗扰性能，采用带负载电流前馈的电感电流内环、输出电压外环的双闭环控制技术，并利用状态空间理论，给出系统参数的详细求解过程。逆变器的驱动有单极性和双极性正弦脉宽调制(SPWM)方式，由于调制原理不同，这两种驱动方式使输出波形在过零点或峰值处存在明显畸

2、变。为此，提出了一种新型混合控制技术，该技术能很好地抑制这种畸变，明显降低输出波形总谐波畸变率(THD)。通过仿真和实验验证了该控制策略的正确性，从而有效改善了系统输出电压波形。关键词：逆变器；双闭环控制；混合控制；低谐波中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2013)11一O033—03StudyofLowHarmonicMixingControlTechniqueforInvertersBasedonDigitalDual-loopControlLIXiang．XUFa—xi，WANGNianchun(1．AnhuiVocationalCollegeofDef

3、enceTechnology，Liu’帆237011，China)Abstract：Inordertomaketheinvertershavetheperformanceoftheoutputwaveformwithfastdynamicresponse，highsteady—stateaccuracyandstronganti·interferenceperformance，thecontrolstrategyofinductorcurrentofinnerringandvoltageofouterringwithloadcurrentfeedforwardisadoptedbasedon

4、thestatespacetheory．Thedriveap—proachesofinvertersaredividedintounipolarsinusodialpulsewidthmodulation(SPWM)andbipolarSPWM，becauseofdiferentmodulationprinciple，theabovemethodscanbringtheoutputwaveformobviousdistortionsatthezerocrossingpointsorthepeakpoints．Theproposedhybridcontroltechnologycansuppr

5、essthisdistortion，andsignificantlyreducethetotalharmonicdistortion(THD)oftheoutputwaveform．Simulationandexperimentalresultsverifythecor-rectnessofthismethod，SOastoimprovetheoutputvoltagewaveformofthesystemefectively．Keywords：inverter；doubleclosed-loopcontrol；mixedcontrol；lowharmonicFoundationProjec

6、t：SupportedbytheStateKeyProgramofNationalNaturalScienceofChina(No．51137001)1引言2逆变系统数学模型及双闭环设计为稳定正弦波逆变器输出波形．提出了双闭2．1逆变器数学模型环瞬时值控制技术【】。采用了一种带负载电流前当逆变器开关频率远大于输出LC滤波器截馈的电感电流内环、输出电压外环的双闭环控制方止频率时，逆变桥可等效为比例环节『6]。图1为单案[3]．并利用状态空间[4J理论。给出了系统参数求相全桥逆变电路控制系统结构。图中r为滤波电解过程。使逆变器输出波形具有很好的稳压效果。感电阻(包含绕线电阻、开关管压降及死区效应

7、等)。逆变器驱动信号的产生方式有普通单极性SPWM、单极性倍频SPWM及双极性SPWM等[5j。l¨_’+14o这里提出了一种单、双极性混合控制方案。并给出《l‘-_巨具体的操作过程，有效降低了输出电压在峰值和一；：；：iL过零点处的畸变率，获得了低谐波的输出电压波生成sPwM波Il控制器I：lo“o形。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和正图1逆变器控制系统结构确性．进一步改善了系统输出电压的波形质量。Fi