逆变器输出电压直流分量产生原因与抑制方法

基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的三态滞环控制逆变器。其输出交流电压中通常含有的不能满足要求的直流分量。详细分析了产生逆变器输出电压直流分量的几种原因，介绍了减小逆变器输出电压直流分量的方法。理论分析和试验结果证明：三态滞环控制逆变器输出电压直流分量的变化量与其基准正弦波直流分量的变化量成正比。同时。运算放大器的零点漂移、开关管属性不一致等因素对逆变器输出电压直流分量也有较大影响。     

双闭环控制电压源逆变器外特性研究

外特性是电压源逆变器的一个重要指标，其属性取决于逆变器等效输出阻抗。介绍了双闭环控制电压源逆变器的结构和工作原理，利用其闭环传递函数求解出了逆变器等效输出阻抗的表达式，分析了电压外环比例系数、积分系数和电流内环等效放大倍数对逆变器外特性的影响。分析结果表明，电压外环积分系数是影响逆变器外特性的主要因素。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

性能优良的电流型控制逆变电源

三态电流滞环控制策略通过引入恒定频率的时钟信号和鉴频鉴相电路,有效地克服了三态离散脉冲调制(Discrete Pulse Modulation,简称DPM)电流滞环控制策略的缺陷。分析研究了三态电流滞环控制逆变器的电路拓扑、三态电流滞环控制策略、稳态原理特性、以及关键电路参数的设计准则。设计并研制成功的1 kVA 190 VDC/115 V400 HzAC逆变器原理样机具有变换效率高,体积重量小,输出频谱特性优,输出波形质量高,静态精度高,动态响应快,负载适应能力强,音频噪音低,成本低等优良的综合性能。     

高效率电流滞环控制逆变器的设计与实现

本文分析研究了一种电流滞环控制逆变器的工作原理,其采用三态电流滞环控制,以输出电压误差放大信号作为输出滤波电感电流的给定信号,使得输出滤波电感电流在一定范围内滞环跟踪变化。给出了滞环宽度和输出滤波电感等关键电路参数的选取与设计方法;设计并研制了一台原理样机。仿真分析及实验结果表明,电流滞环控制逆变器具有控制简单、可靠性高、动态响应速度快、抗短路能力强、变换效率高等优点。     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

单相并网逆变器的三态滞环控制策略

以单相电压型并网逆变器为研究对象,提出一种新型的三态滞环控制策略。该方法是在传统的两态滞环控制的基础上,增加过零比较器,通过优化逆变器的开关逻辑,从而实现滞环控制下并网逆变器的三态输出。该三态滞环控制方式结构简单,易于实现,相对于传统的两态滞环控制具有倍频控制的效果,能在相对较低的开关频率下获得较快的动态响应,输出电能质量良好,且全桥电路中只有两个开关工作于高频状态,有利于降低功率管开关损耗,提高并网系统运行效率。     

三态滞环电流控制全桥逆变器建模及控制

通过分析三态滞环电流控制工作原理,基于Buck变换器三态器件开关模型,建立了电感电流连续状态下三态滞环电流控制方式小信号模型.揭示出三态滞环电流控制环在开关频率较高时带来的相位延迟较小,可等效为比例环节.将该结论应用于大信号分析,建立了三态滞环电流控制单相全桥逆变器的大信号模型,引入三态滞环电流环对闭环系统带来了降阶优...     

无线并联逆变器的输出阻抗设计

应用有功功率和无功功率(PQ)下垂法的无互联线并联逆变器可实现完全冗余且不受地理位置的限制.分析总结了不同输出阻抗下的均流控制方法,重新设计了现有多环控制逆变器平台的输出阻抗,提出了一种全数字化的无线并联运行方案.仿真和实验证明了该系统具有很好的稳态精度和动态性能.     

可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器

将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性可使其体现对系统无功电压调整过程相逆的电源特性,这种特性使得分布式电源逆变器更容易参与公共连接点处的电压调整。对比等效输出阻抗成感性、阻性和容性的3类逆变器下垂控制特性,对容性等效输出阻抗逆变器电压电流控制环进行数学建模;针对容性等效输出阻抗逆变器设计具备下垂调节和克服电压偏离功能的鲁棒功率外环控制器。对比仿真和实验证明,容性输出阻抗分布式电源逆变器控制器能够快速抑制系统功率变化带来的电压波动,能有效地参与系统电压调整。     

逆变器并联控制技术研究

本文研究了无输出隔离变压器的逆变器并联系统环流特性及其并联控制实现。在确定双闭环控制逆变器闭环传递函数并了解其等效输出阻抗特性的基础上,建立了基于等效输出阻抗的并联系统模型分析其环流特性,并提出了一种新的基于有功功率和无功功率的逆变器并联控制方案,最后通过实验验证了逆变器并联控制方案的可行性。     

基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法

针对逆变器并联系统的动态均流问题,提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方案.依据电路等效理论,将开环控制的逆变器等效为给定电压源与虚拟阻抗串联的电路形式,并给出了阻抗参数的辨识方法.以逆变器的等效电路作为被控对象模型,推导出可改变逆变器输出虚拟阻抗的控制方法.给出了并联逆变器间的虚拟阻抗匹配关系.所设计的逆变器除需共享电压给定基准正弦信号外,完全自主均流,控制方法简单.采用两台容量为1 kVA、空载输出电压为220V的逆变器并联进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果显示:两台逆变器输出电流之差峰值小于0.1A;在负载阶跃变化中,无过渡过程.     

引入虚拟电抗的独立运行微电网改进下垂控制

下垂控制是微电网常用控制方法之一。文中分析了线路功率传输特性,表明在传输线路呈阻性的低压微电网中,采用P-f和Q-V下垂控制会造成功率控制耦合;通过改变控制器参数使得逆变器等效输出阻抗呈感性的方法效果不佳。文中引入"虚拟阻抗"的思想,在逆变器的输出端模拟出一个大小可控的虚拟电抗,保证线路呈感性,并对Q-V控制曲线进行修正,以保证电压稳态精度。将改进下垂控制与传统下垂控制在PSCAD/EMTDC中进行仿真对比。结果表明,改进下垂控制的无功分配效果更好。     

适用于低压微电网的逆变器控制策略设计

低压微电网中线路阻抗呈阻性,为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入了阻性虚拟阻抗。分析了逆变器电压环积分参数对逆变器输出阻抗的影响,在保证逆变器稳定运行的前提下,提高电压环积分系数可使逆变器输出阻抗呈阻性。对微电网等效电路分析得出,调节逆变器输出电压幅值可以调节逆变器输出的有功功率,调节逆变器的频率可以调节逆变器输出的无功功率。微电网并网运行时,分析了参数检测误差对逆变器输出功率的影响,在下垂特性控制中,引入幅值和频率微调的比例—积分(PI)调节器,可实现逆变器输出功率的无静差跟踪。仿真结果表明,所提逆变器控制策略运行稳定,在并网和孤岛运行时都具有优良的性能。     

死区对开环和闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响

在SPWM逆变器中,为防止同一桥臂的上下两个开关器件产生直通,必须将驱动信号注入若干微秒的死区时间,这会使逆变器输出电压产生谐波电压。通过对基于瞬时输出电压反馈控制的SPWM逆变器死区效应造成的谐波电压的分析,建立了死区效应时SPWM逆变器控制模型,研究了逆变桥臂控制信号死区时间对开环与闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响。分析结果表明,对于开环控制的SPWM逆变器,随着死区时间增加,逆变器输出基波电压有效值降低,输出电压谐波分量显著增加;对于单电压闭环控制的SPWM逆变器,死区时间对逆变器输出基波电压的影响与负载有关。通过仿真研究验证了理论分析的正确性。     

基于FPGA的高频链逆变器控制电路的设计

高频链技术使逆变器中变压器趋向于小型、无噪声化,但增加了控制电路的设计难度。因此,针对移相PWM控制高频链周波变换型逆变器设计了一套基于现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)的控制电路。详细介绍了逆变器的工作原理和控制电路的设计方法,其中控制电路带有电压反馈闭环,具有故障检测保护和参数显示功能。控制波形的生成、保护电路和显示译码电路全部集成于FPGA内部,大大降低了电路复杂程度。实验结果表明,电路运行稳定,适于实际应用。     

孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络采用VSG控制实现正序调频调压和电流的自主分配,负序网络加入负序补偿环抑制微电网三相电压负序分量.详细分析了微电网电压负序分量与负序补偿系数和逆变器输出电流负序分量的关系.负序补偿环采用自适应控制,在实现微电网三相电压平衡的同时根据逆变器额定容量自主分配输出电流负序分量.建模仿真结果验证了所提控制策略的有效性.     

闭环SPWM逆变器死区时间对输出基波电压的影响

针对瞬时输出电压反馈控制的SPWM逆变器逆变桥臂控制信号死区时间造成输出谐波电压问题，建立了考虑死区效应时的SPWM逆变器闭环控制模型，研究了逆变桥臂控制信号死区时间对闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响。仿真和实验结果表明，对于采用瞬时输出电压反馈控制技术的SPWM逆变器，其输出电压在空载时随着死区时间的增加而增加，负载电流超过临界电流后其输出电压随死区时间增加而下降；其阻性负载时的外特性曲线是一条先下降后上升的曲线。     

增强并网逆变器对弱电网适应能力的控制策略

弱电网中,并网逆变器与感性电网阻抗之间产生交互耦合从而引发谐振现象,采用电压比例前馈控制虽然可以抑制谐振,但其额外引入的正反馈回路也会降低并网逆变器的相角裕度。针对这种局限性,建立LCL逆变器并联系统的数学模型及诺顿等效电路,再利用阻抗法分析电压前馈控制对系统稳定性的影响,并提出了一种新型的基于相位超前补偿的电压前馈控制策略,既保留了传统电压前馈控制的优点,又增大了并网逆变器输出阻抗的相角裕度,使系统对电网阻抗具有较强的鲁棒性。最后,通过仿真验证了新型控制策略的可行性。