基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

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1、微电子概论结课论文河北科技大学微电子概论结课论文基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法学生姓名李元阳学号12L0551012学生专业机械类班级1二级学院理工学院指导教师赵甘露河北科技大学2013年11月11/11微电子概论结课论文基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法李元阳(河北科技大学理工学院，石家庄，080081)摘要:提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响，提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环，有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻，达到了抑制不平衡负载和非线

2、性负载的目的.最后搭建了基于导Function的虚拟DSP系统仿真模型，并通过实验验证了这种控制方法的优越性.关键词:辅助逆变器;谐振控制器;不平衡负载;非线性负载AuxiliaryinvertercontrollerdesignmethodbasedonnewresonantcontrollerCHENJie,DUHuiqing,SANGLei,DIA0L红un,LIUZhigang(HeibeiUniversityOfScienceAndTechoology,Shijiazhuang,050081，China)Abstract:Thispaperpresentsad

3、esignmethodofauxiliaryinverterwhichbasedonthenewresonantcontroller.Thepapersystematicallyelaboratesthemodelinganddesignmethodofcurrentandvoltageloop.Currentloopsuppressestheinfluenceofthedigitaldelayeffectively,andimprovesthedynamicresponseofthesystem.Voltageloopbasedonthenewresonantcont

4、rollerreducestheinternalresintanceofthefundamentalandharmonicseffectively,whichachievesthepurposeofsuppressingunbaFantedandnonlinearload.Finally,thepaperbuildsthevirtualDSPsystembasedonthe导Function,andthesuperiorityofthecontrolmethodisillustratedbyexperiments.Keywords:auxiliaryinverter;r

5、esonantcontroller;unbalancedload;nonlinearload伴随着中国城市化进程的加快，城市轨道交通也得到了迅速发展.辅助变流器作为轨道交通车辆的重要部件之一，也引起了国内各大厂商的重视.为了提供更为舒适的乘车环境，城市轨道交通车辆内的用电设备也变得多样化.从以前单一的三相平衡负载发展到现在的不平衡负载和非线性负载.这就要求辅助逆变器的结构和控制方法要有新的发展，以适应负载变化的要求.传统的辅助逆变器只需提供三相平衡电压，所以采用简单的三相三线制逆变器就能满足要求，但新的城轨车辆中包含大量不平衡负载(如电热、单相接触器和单相插座等)，这就

6、要求辅助逆变器提供中性点，以形成三相四线制.目前，三相四线制逆变器结构大体可分为两类:一类通过外接变压器形成中性点(4/Y。逆变器l1]和中点形成变压器lzl);另一类通过输出滤波电容形成中性点(矩阵变换器[3]和分裂电容逆变器l4l.由于外接变压器的方法增加了逆变器的重量、体积和花费，而矩阵变换器控制方法较为复杂，增加的桥臂，降低了系统可靠性.因此，本文论证的辅助逆变器采用分裂电容形式.分裂电容逆变器的传统控制算法基于坐标变换}s}，在<1q轴下采用PI(或PID)控制器，就能达到较好的控制性能.然而这种方法却受限于辅助逆变器复杂的负载条件，在不平衡负载下无法抑制零序

7、分量，非线性负载下无法抑制谐波分量.因此，需要一种在各种负载条件下均能达到较好控制性能的新型控制器.如果不考虑逆变器输出三相滤11/11微电子概论结课论文波电感之间的磁路藕合，可将分裂电容逆变器等效成3个独立的半桥逆变器，这样就可以引入半桥逆变器成熟的控制算法，例如PID控制l}l，无差拍控制l}l，重复控制}A},H二控制l9]和谐振控制器等.本文作者基于传统谐振控制器的构建方法，提出了基于新型谐振控制器的双闭环控制策略，并详细分析了控制器参数的选取方法，实现了复杂负载条件下辅助变流器的高品质波形控制.以实现更高的开环增益，提高动态响应