基于双闭环控制的单相逆变器研究

针对逆变器带非线性负载时畸变电流在逆变器出阻抗上产生谐波压降导致输出电压波形畸变的问题,建立了单相逆变器的数学模型,确定了固定开关频率的电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略,采用单极性倍频调制方式,搭建了以STM32为控制核心的单相逆变器实验样机并进行了相关实验.实验结果表明,在双闭环控制策略控制下逆变器输出电压波形可得到及时补偿,输出电压波形正弦度高,电压谐波含量小.     

基于复合前馈补偿的微网逆变器下垂控制研究

随着微网负荷环境变得日益复杂,基于传统下垂控制的微网逆变器存在输出功率不稳定、输出电流质量差和难以接入微网等问题。此处以某光伏组件厂区微网逆变器为研究对象,提出基于瞬时频率检测(IFD)和电压幅值比例积分(PI)补偿的网侧电压复合前馈策略,有效抑制由微网负荷变化产生的基波频率、幅值波动和网侧电压谐波对逆变器输出性能的影响。仿真和实验表明在微网存在间歇性非线性负荷的复杂工况下,基于所提复合前馈型下垂控制的并网逆变器输出功率稳定,与传统下垂控制方法相比输出电流波形质量改善明显。     

带多频段采样观测器的单相逆变器控制

在单相逆变器控制系统中,当逆变器带非线性负载时,输出电压波形会出现畸变,存在幅值和相角误差。为解决上述问题,提出一种基于电流观测器的单相逆变器控制策略。首先应用傅里叶变换提取逆变器输出的基波电压,然后通过幅相分解,将逆变器输出电压等效变换为电压幅值与相角,最后应用PI控制器控制逆变器输出电压波形为正弦波。控制系统实现时,采用前馈控制方法,来抑制谐波,提高逆变器输出波形质量。为解决因采样频率低而带来的逆变器输出电流估算精度下降的问题,在前馈控制时,采用多频段采样法来对电流谐波进行估算,从而提高了前馈控制的精度,进一步提高了逆变器输出波形质量。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性和实用性。     

非线性负载下动车组辅助逆变器控制方式优化

提出将逆变器的非线性负载畸变控制问题转化为动态冲击性不平衡负载的畸变控制问题,将用于不平衡控制的改进型双闭环复合控制模型引入辅助供电系统逆变器控制方式中。通过信号延迟对消(delay signal cancellation,DSC)技术分离电压的正负序分量,并分别跟踪补偿,改善输出电压波形。基于MATLAB/Simulink及dSPACE半实物仿真平台搭建的某车型辅助逆变器模型,验证了所引入的改进型控制方法对三相整流器负载和单相不平衡负载下的逆变器输出电压畸变均有显著改善,拓展了基于DCS的改进型双闭环复合控制方法的应用范围。     

基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究

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.     

三相SPWM逆变器的谐波分析及其抑制策略

对三相电压型SPWM逆变器输出电压和电流谐波及其产生规律进行了讨论,并提出了一种新的易于工程实现的谐波抑制策略,该方法通过正确选择载波频率和在正弦调制波上叠加-个三次波使之成为鞍形波,产生相应的SPWM波形来控制逆变器开关器件的通断从而改善输出波形.数学分析表明有利于降低输出电压THD(波形畸变系数)、改善谐波电流损耗和转矩特性,仿真结果证明了这些措施的有效性和实用性.     

基于重复控制的SPWM逆变电源死区效应补偿技术

在SPWM逆变器中,为防止同一桥臂的上下管直通现象,必须注入一定的死区时间,死区会导致逆变器的输出波形畸变,即死区效应.在分析了死区时间对单相SPWM逆变器输出波形特性的影响的基础上,提出了一种基于重复控制的死区补偿控制策略,该控制方法可有效地改善输出电压的波形畸变,并在一台单相400Hz、5.5kW装置上进行了详细的实验验证,实验结果表明了该补偿策略的有效性和实用性.     

孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略

针对具有平衡谐波电压扰动的孤立水光互补微电网系统,根据叠加原理提出一种电压源并网逆变器并网谐波电流抑制策略。首先利用陷波器将网侧电压基频与谐波分量进行分离,利用下垂功率控制器对逆变器输出端基频电压分量进行下垂控制;同时逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,在保证逆变器向电网注入基频电流的同时,提高逆变器控制环路对网侧电压谐波分量的跟踪能力,通过减少网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法,降低系统并网电流的谐波含量;最后仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

采用小波分析的滞环电流控制逆变器谐波分析

为了能实时发现逆变器输出波形的畸变和精确提取输出波形中的谐波分量,采用基于Gauss函数的一阶导数为小波函数的小波模极大值方法对逆变器输出电压波形畸变进行实时监测,采用谐波小波对输出电压的奇次谐波进行提取和分析。仿真结果表明,小波模极大值方法能够在时域里敏感地检测到输出波形的畸变,谐波小波能够精确提取出输出波形含有的各奇次谐波。这两种小波分析方法为研究先进谐波抑制策略提供了有力支持。     

单相SPWM逆变器的死区效应分析和补偿策略

文章详细分析了单相SPWM逆变器中死区时间和开关器件固有特性对输出波形的影响，提出了1种基于重复控制的死区补偿策略，该方法有效地改善了输出电压的波形畸变。在l台400Hz、7．5kVA样机上的实验结果验证了该补偿策略的有效性。     

逆变器死区效应傅里叶分析与补偿方法

为了减少逆变器输出波形所含的谐波分量,利用傅里叶变换分析了单相SPWM逆变器死区时间影响输出波形谐波分量的机理,并根据分析提出了如何在TMS320LF2407ADSP芯片上编程抵消其影响的方法。实验结果表明,该方法能使输出波形无畸变,从而验证了分析的正确性和补偿方法的有效性。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

抑制恒压恒频逆变器输出电压谐波的改进前馈策略

前馈控制能够预测输出随扰动变化的规律,使输出偏差产生之前即被纠正,将其应用于恒压恒频逆变器可以抑制负载电流对输出电压的影响。比例微分前馈能够完全补偿基于模拟电路控制的逆变器负载电流扰动,使之获得良好的输出电压波形,然而,在基于数字电路控制的恒压恒频逆变器中,比例微分前馈不能纠正负载电流谐波通过控制延时环节产生的输出电压谐波,甚至放大该谐波,恶化输出电能质量。以单相LC滤波的恒压恒频逆变器为研究对象,建立了数字电路控制的逆变器s域模型,揭示了逆变器带非线性负载输出电压总谐波畸变率升高的机理,从阻抗模型的角度分析了比例微分前馈控制造成谐波放大的原因,据此提出了基于多谐振控制器的前馈策略,并给出前馈环节参数设计方法。实验结果验证了所提改进前馈策略的可行性,以及在抑制输出电压谐波方面的优越性。     

直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制

传统的单极性与双极性单相逆变调制方法的推演是基于直流母线电压为理想恒定直流量的前提。在实际的单相系统中,交直流功率的耦合使得单相逆变器直流母线电压含大量二倍交流电压频率的纹波分量。若采取传统逆变调制,二次纹波分量又使得交流输出侧的三次谐波含量增加,影响交流输出侧的电能质量。文中采用双重傅里叶变换从理论上对输出电压的谐波特性进行评估,从而提出了一种在直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制方法。利用基于三阶广义积分器的增强型锁相环提取直流母线上的二次纹波分量,并通过在逆变调制系数中注入相反二次分量的方法,达到削弱输出侧三次谐波,降低交流总谐波畸变率的目的。最后,通过实验验证了所提主动调制方法的合理性和可行性。     

基于dq坐标变换的单相逆变器控制技术研究

针对单相逆变器给定信号和反馈信号均为正弦量,采用PI调节器不能实现无差跟随且对于周期干扰信号不能实现无差抗扰动,从而导致输出稳态精度受到影响的问题。采用单相坐标变换将交流信号变换到旋转坐标系下的直流量,确定了电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略;搭建了以STM32为控制核心的单相逆变器实验样机并进行了相关实验,结果表明,在双闭环控制策略下逆变器输出电压波形可得到及时补偿,输出电压波形正弦度高,电压谐波含量小。     

一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制的多逆变器并联控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,通过引入虚拟阻抗来改变逆变器的下垂外特性是常用的方法。针对虚拟阻抗的实现,提出一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制方法,可避免对输出电流求导,减少运算量,系统动态响应速度显著提高。所提方法由交叉对消反馈网络和多级基于三阶广义积分器的正交发生器环节两部分构成,分别实现带通效果和滤波功能,能较好地抑制输出电流中的直流分量和谐波分量,改善输出电压波形,减小其畸变率。分析该方法对系统阻抗幅频特性的影响可知,该方法仅影响系统基波频率处附近的输出阻抗,谐波处几乎不受影响,避免了虚拟阻抗引入带来的谐波放大问题。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性与有效性。     

单相400 Hz逆变器双环控制技术研究

对于单相400 Hz 逆变器,提出了一种电感电流反馈的双环控制方案。通过把负载电流处理成扰动,建立了单相逆变器的数学模型。双环控制利用输出电压解耦和输出电流回馈来消除扰动,通过对内外环的比例参数整定来得到理想的输出波形。受开关频率的影响,系统带宽有限,双环控制器主要用于减小低次谐波畸变。仿真结果显示双环控制器能够使400Hz逆变器产生较好的稳态输出电压。     

单相级联离网光储混合系统混合调制控制方法

改善离网光储混合系统综合性能的关键在于降低开关损耗、提高输出波形质量.针对由光伏电池和蓄电池组成的单相级联离网光储混合系统,综合运用基频调制和高频调制,提出混合调制控制方法,将系统分为主输出逆变器和辅助输出逆变器.主输出逆变器采用基频调制,降低开关损耗;辅助输出逆变器采用高频调制,消除输出电压中的谐波.根据离网光储混合系统昼夜运行时的不同特点,提出了适用于昼间模式的导通角调节方法和适用于夜间模式的基于相移的功率调节方法.所提控制方法实现了输出电压恒定,保证了系统的稳定运行,最后通过实验验证了该方法的正确性和有效性.     

单相400 Hz逆变器双环控制技术研究

对于单相400 Hz 逆变器,提出了一种电感电流反馈的双环控制方案.通过把负载电流处理成扰动,建立了单相逆变器的数学模型.双环控制利用输出电压解耦和输出电流回馈来消除扰动,通过对内外环的比例参数整定来得到理想的输出波形.受开关频率的影响,系统带宽有限,双环控制器主要用于减小低次谐波畸变.仿真结果显示双环控制器能够使400Hz逆变器产生较好的稳态输出电压.     

负序及谐波畸变电网电压下双馈风力发电系统的改进直接功率控制策略

由于定子直接连接到电网,电网电压中的负序和谐波分量会严重恶化双馈风力发电机(DFIG)系统的运行性能,导致系统输出总电流三相不对称及谐波畸变、总输出有功功率及无功功率波动等,使得DFIG系统无法安全稳定可靠运行,且输出风电质量下降。同时考虑负序和谐波电网下DFIG系统机侧变流器和网侧变流器的运行状态,以改善DFIG系统总输出电流或功率质量为目标,研究基于二阶矢量积分器(SOVI)的DFIG系统网侧和机侧变流器改进直接功率控制(DPC)策略,改善DFIG系统的运行性能。实验结果验证了所提出的负序和谐波畸变电网电压下DPC策略的正确性及有效性。