高頻鏈逆變器的控制策略研究.pdf

1、近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,電力電子技術(shù)得到了飛速變化,使得逆變電源應(yīng)用越來越廣泛,同時(shí)也對逆變電源的性能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求,如何能夠提高變換裝置效率、功率密度和性能?高頻逆變器以其體積小、重量輕、功率密度大、變換效率高等優(yōu)點(diǎn)受到了各國科研工作者的青睞,使得高頻逆變器逐漸成為當(dāng)今逆變電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是單一的控制策略很難滿足系統(tǒng)較高的穩(wěn)定性,而且系統(tǒng)也存在著嚴(yán)重的缺陷:不能帶全負(fù)荷感性負(fù)載,調(diào)制方式復(fù)雜,過載能力差等。因此,本

2、文針對高頻逆變器的調(diào)制策略和閉環(huán)控制方案進(jìn)行了深入的研究。
　　本文首先回顧了逆變技術(shù)的發(fā)展史,探討了高頻逆變技術(shù)的應(yīng)用前景和面臨的主要問題,以及目前的調(diào)制控制策略存在的缺陷。在此基礎(chǔ)上,提出了偶對稱的SPWPM調(diào)制策略,并對調(diào)制策略的原理、頻譜分析和工作模態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的討論,分析了SPWPM調(diào)制方式下實(shí)現(xiàn)逆變器軟開關(guān)技術(shù)的原理,并重點(diǎn)討論了該調(diào)制策略下的逆變電源系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性,通過對SPWPM調(diào)制下的波形分析,此調(diào)制策略有效地減

3、小了輸出電壓的諧波含量,而不再需要像傳統(tǒng)的三次諧波注入法消除諧波,增加控制的復(fù)雜度。
　　其次,對逆變器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案討論,首先是極點(diǎn)配置方法對系統(tǒng)PI補(bǔ)償環(huán)節(jié)的參數(shù)計(jì)算的介紹,然后對采用電感電流瞬時(shí)值反饋和采用電容電流瞬時(shí)值反饋的兩種閉環(huán)控制策略的分析和對比,電感電流反饋的動態(tài)調(diào)節(jié)特性好,系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng);電容電流環(huán)反饋抗負(fù)載波動能力強(qiáng),但是系統(tǒng)穩(wěn)定性較差;采用瞬時(shí)值反饋使得系統(tǒng)獲得快速的動態(tài)性能,保證輸出畸變率很低,但是輸出精

4、度不高,對于周期性的非線性負(fù)載擾動沒有辦法消除;于是提出了重復(fù)控制方案,重復(fù)控制對由于濾波電路及逆變器自身固有特性造成的周期性誤差擾動具有很好的抑制效果,能夠很好的改善輸出電壓的波形質(zhì)量,同時(shí)對于系統(tǒng)的各次諧波均有抑制作用,本設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了控制器的參數(shù)設(shè)計(jì),并仿真驗(yàn)證;通過采用瞬時(shí)值PI反饋控制+重復(fù)控制的復(fù)合控制策略,充分發(fā)揮了兩種控制策略各自的優(yōu)點(diǎn),增長補(bǔ)短,相得益彰。
　　最后系統(tǒng)的樣機(jī)試驗(yàn)平臺的搭建,首先是系統(tǒng)的硬件電路設(shè)