单相逆变器的新型混合软开关电流控制策略

零电压软开关的控制模式可使逆变器的转换效率提高,但在传统的边界电流零电压控制方法下,由于边带宽度快速变化,调制会使开关管的导通损耗和电感磁芯损耗增大。为了提升逆变器的工作效率并缩小开关管开关频率的变化范围,提出一种新型混合软开关电流控制模式,使开关管通过在零电流和零电压的混合软开关环境中工作来进一步提高逆变器的转换效率。搭建了一个全桥逆变器硬件试验平台,采用全数字电流控制的方式对所提新型控制方法进行验证。试验结果证明,该电流调制策略可使逆变器的工作效率较传统的控制策略进一步提高,开关管开关频率范围缩小,电感通态电流值减小。     

具有良好负载适应性的软开关电流混合控制单相逆变器

负载适应性是衡量逆变器性能的重要参数。滞环电流控制的开关频率不固定,导致滤波器难以设计且输出电流频谱较分散。采用单极性BCM调制模式控制的逆变器有低损耗、高功率密度的特性,但单极性控制的开关频率在负载电压过零点降低到零,BCM调制模式对负载电流敏感,对于容性和感性负载,在负载电流过零点附近有大的频率畸变。由此提出一种单双极性混合BCM调制模式来消除开关频率的过零和高频畸变,同时保持了单极性BCM模式的效率优势。最后搭建试验平台进行验证,试验结果表明提出的单双极性混合BCM控制对频率有很好的负载适应性。     

单相控制型软开关逆变器的最小复位电流控制

基于电感电流临界导通模式(critical conduction mode, CRM)的控制型软开关技术可实现开关管零电压开通(zero voltage switching, ZVS),但传统恒定电流复位方法的反向电流大,开关管通态损耗高。文中以单相三电平中点箝位型(three-level neutral point clamped, 3L-NPC)逆变器为研究对象,提出一种具有最小电感复位电流的控制方法。首先,分析开关管ZVS的实现条件,建立谐振等效电路分析模型,推导出电感复位电流理论最小值,在保证整个工频周期内开关管ZVS的同时,降低复位电流导致的开关管通态损耗。然后,建立逆变器损耗分析模型,将文中方法与传统恒定电流复位方法进行损耗计算与对比。最后,搭建一台1 kW的单相3L-NPC逆变器样机进行实验,结果表明文中方法相比于传统恒定电流复位方法,降低了损耗,最高变换效率提升约0.5个百分点。     

一种基于模型参考自适应控制的软开关逆变器

提出了一种基于模糊参考自适应控制的软开关逆变器,详细分析了主电路、驱动电路和控制电路的设计。实验结果表明,用模型参考自适应控制逆变器是有效的。本文建立的模型参考自适应控制系统也适用于其他逆变电路。     

高效率单相全桥软开关逆变器

为使逆变器处于高效率运行状态,提出新型单相全桥逆变器。在各切换周期内,仅需切换1个主开关和1个辅助开关的工作状态,而且辅助开关处于开通状态的时间可设计为常数,与负载电流瞬时值的变化无关。在各切换周期的工作流程中,主开关切换为开通状态前的端电压已为0,其实现了零损耗开通。讨论逆变器在1个切换周期内的工作流程、参数选取原则和辅助电路的理论损耗,完成具体实验参数的计算。在2 kW样机上获取的实验波形显现出开关器件工作于软切换状态,逆变器输出电流波形的总谐波畸变率具有优势,特别是低频时的输出电流波形不存在明显畸变,而且逆变器的额定运行功率达到98. 4%。实验结果证明,可通过消除开关损耗来提升该逆变器的运行效率,而且其运行在低输出频率时的稳态性能良好。     

单相逆变器的滑模自适应控制器设计

针对负载频繁变化造成逆变器波形输出严重失真的问题,基于滑模自适应控制策略,设计了单相逆变器的滑模自适应控制器。首先,建立带负载参数的逆变器数学模型,利用逆变器输出与参考信号的偏差量设计滑模面;然后将负载看作时变的参数,这样负载就成为系统的不确定部分。通过设计滑模自适应控制律,逼近不确定部分的上界,对不确定部分实现完全补偿。仿真结果表明,滑模自适应控制器在负载变化时,能够很好地跟踪系统的正弦输入,使系统有很强的鲁棒性。最后设计了实验样机,证明了控制策略的可实现性。     

基于干扰观测器的PI控制单相逆变器

采用了一种基于干扰观测器的PI控制单相逆变器的控制方案,即通过干扰观测器在控制策略中引入等效的补偿,实现对该干扰完全抑制。对该控制策略与传统的PI控制均进行了全面的理论分析与设计,在MATLAB中对该系统进行了仿真研究,并在基于DSP的单相逆变器平台上采用数字控制算法实现该控制方案。仿真结果与实验结果均表明,与传统的PI控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能,具有更好的谐波抑制能力,从而验证了理论分析的正确性,并对别的系统设计具有一定的参考性。     

基于单相逆变器的比例谐振控制设计

在单相并网逆变器的应用中,电流控制器的参数对系统输出电流的质量起着至关重要的作用。在负载电流突变时对逆变器输出电流进行有效控制是检验其并网能力的有效方法。本文提出了一种使系统达到最佳性能的比例谐振控制器参数设计方法。通过对系统建模分析推导出系统传递函数,利用系统开环幅频特性来确定比例谐振控制器参数以获得更好的动态性能,在系统带宽内达到理想的系统增益,充分发挥了比例谐振控制器在静止坐标系下对基频电流无静差跟踪的优势。最终通过仿真和实验验证了该分析方法的有效性。     

自适应滞环控制高频软开关电流源的研究

传统的电力校表台由模拟功放向待校电表及标准表提供校表电流,造成系统效率低、体积大、重量重。针对上述缺点,提出了基于脉动直流环节的零电压软开关高频电流源方案,同时采用三态滞环控制和滞环宽度自适应调节的方法。该方案能有效减小电流源的输出电流脉动,解决在输出小电流以及系统短路情况下高频软开关电流源的失真度超标问题。仿真及实验结果表明,系统采用高频软开关电流源后,输出波形好、效率高、体积小,完全可以在电力校表系统中推广使用。     

单相并网逆变器的Deadbeat控制

并网逆变器是分布式电源系统向电网输入功率的主要接口.在此分析了单相并网逆变器的无差拍(Deadbeat)电流控制方法.仿真结果及实验表明,无差拍控制方法有非常快的响应速度,可使输出电流准确、迅速地跟踪电网电压,与电网电压同频同相,向电网输出高质量的电能.     

单相逆变器SPWM控制的新方法

提出一种新的ＳＰＷＭ控制方法,采用三角波作为调制信号,通过多组双限比较器获得ＳＰＷＭ控制波形,根据反馈动态调节比较器的上限和下限实现稳压功能。介绍了基本原理和实际控制电路的组成,并给出实验结果。     

基于DSP单相PWM控制的五电平逆变器

多电平逆变器以其输出谐波小,功率容量大,电磁兼容性好等特性而倍受重视.提出了单相五电平逆变器拓扑结构和控制策略,利用DSP TMS320LF2407的硬件资源,实现了SPWM规则采样,采用三角载波POD消谐波PWM调制策略得到五电平脉冲输出波形.结果证明,基于DSP单相PWM控制的五电平逆变器有效减少了谐波含量,改善了输出波形的动态性能和稳态性能,提高了输出电能质量.     

基于重复原理的无差拍控制单相逆变器

采用了一种基于重复原理的无差拍控制单相逆变器的控制方案,即根据无差拍控制中的周期预测与重复控制的相似性,利用谐波信号的周期性进行预测与控制。通过重复控制器来修正无差拍控制中由于各种原因而造成的周期性的控制偏差,对重复控制器各环节进行合理的设计以改善系统的动态性能和稳态性能。该控制方案既保留了无差拍环节动态响应快的特点,又吸纳了重复控制无稳态误差的优点。系统处于稳定运行状态时,重复控制可增强系统抗周期性干扰能力,改善系统稳态特性;负载出现大的扰动时,无差拍环节可感受到输入误差的突变并立即产生调节作用,保证系统有较快的响应速度。对该控制策略进行了全面的理论分析,基于理论分析,在Matlab中对该系统进行了仿真设计,同时搭建了一个单相SPWM逆变器的硬件平台,在该硬件平台上采用数字控制算法实现了该控制方案。仿真与实验结果均表明,与传统的无差拍控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能。     

基于状态空间平均法的单相逆变器控制建模

论述了状态空间平均法的实质和一般步骤，应用状态空间平均法引出了一种线性时不变的、与负载扰动不相关的单相逆变器控制模型，指出了所得到的模型及其变种的用法特点。为验证状态空间平均模型的准确性。在一台单相全桥逆变器上进行了实验。实验表明，所得状态空间平均模型的精确性和可用性可以满足要求。     

基于重复控制的单相分时复合级联光伏逆变器控制

将比例积分控制(PI)和重复控制(RC)相结合的控制方案应用于一种单相分时复合级联光伏逆变器系统,以提高整个系统的静态性能.通过对重复控制内模的数学分析和系统离散域伯德图分析,在理论上指出了重复控制能实现无静差补偿,但补偿信号会滞后一周期.按提出控制方案补偿后,系统可以同时获得较好的相频特性和幅频特性.最后通过1kW样...     

单相全桥谐振直流环节软开关逆变器

为提高逆变器的效率和简化控制方式,提出一种单相全桥谐振直流环节软开关逆变器。通过单独开关控制辅助谐振电路,使直流环节电压在逆变器主开关需切换时下降到零,逆变器的主开关可以实现零电压开关,同时辅助开关也可以实现零电压开关。而且,逆变器直流环节电压不会超过直流源电压。由于谐振过程和零电压持续时间都较短,因而可以减少功率消耗和提高直流电压的利用率。依据不同工作模式下的等效电路,分析其工作原理,结合相平面分析法研究其动力学行为,给出了软开关实现条件和参数设计过程,搭建了实验样机。实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关,可以有效地降低该软开关逆变器的开关损耗和提高其效率。     

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器

分析了对小功率光伏并网逆变器拓扑结构的要求,简单介绍了几种典型的并网逆变器的拓扑结构,指出了各个拓扑结构的优缺点、效率和适用场合。给出了一种利用软开关技术的单相全桥并网逆变器的拓扑结构(DC/AC),分析了其工作过程,通过谐振可以实现主功率开关的零电压开通和关断,而且辅助开关和二极管都是零电流开通和关断,大大减小了功率器件的开关损耗,提高了逆变器的效率。最后,介绍了开关器件的选择问题。     

单相正弦波逆变器容错控制研究

介绍了一种具有容错能力的单相正弦波逆变系统。在诊断单相正弦波逆变器功率开关触发脉冲丢失故障的基础上,对故障后电路采用主动容错控制策略,将电路拓扑进行重构,使单相正弦波逆变器在功率开关触发脉冲丢失故障状态下仍可保持良好的性能,提高了逆变器的可靠性和质量。     

单相并网逆变器自适应比例复数积分控制策略

当弱电网频率漂移时,传统控制器不能无差跟踪电网频率和实现并网电流的零稳态误差控制。为此,提出一种单相并网逆变器的自适应比例复数积分(proportional complex integral, PCI)控制策略,该策略采用基于复数域的比例复数积分控制与锁频环(frequency-locked loop, FLL)相结合的自适应控制方法,其中PCI控制器用于消除并网电流的稳态误差,FLL用于实时跟踪电网频率,提高PCI的控制精度。仿真和样机实验表明,该控制策略能在电网频率波动下,实现并网电流无差跟踪给定信号,同时降低并网电流的谐波含量。论文研究可为改善单相并网逆变器在频率漂移下的控制性能提供参考。