Quasi-Z源逆变器的建模分析与控制

Quasi-Z源逆变器是在Z源逆变器的基础上提出来的新型电路拓扑结构.分析了Quasi-Z源逆变器的工作原理,建立了其小信号模型,得出了直通占空比至直流母线电压峰值的传递函数.并设计了Qua-si-Z源逆变器的电压电流双闭环控制系统,该控制系统实现了对直流母线电压峰值的间接控制,能克服输入电压变化、负载变化等扰动的影响,使输出电压始终保持恒定,具有良好的动态性能和稳态性能.最后,通过仿真实验验证了控制系统的有效性.     

改进型Quasi-Z源逆变器

传统Quasi-Z源逆变器通过直通零矢量实现单级升降压,但随着输出电压的升高,电容电压越来越大,增加了对器件的要求.提出两种改进型Quasi-Z源逆变器拓扑,在保留传统Quasi-Z源逆变器优点的同时,具有以下特点:有效降低电容电压峰值及稳态电压;有效降低电路启动时电感电流峰值;有效降低器件要求,提高了系统可靠性.在理论研究的基础上,通过仿真结果验证了改进型Quasi-Z源逆变器的正确性和优越性.     

逆变器电压电流双闭环控制系统设计

逆变器在可再生能源发电中作为连接能量输入与输出负载的装置,发挥着重要作用,采用合适的控制系统可以得到满足后端电能质量需求的电能。针对电压单环控制调整滞后的缺点,补充中间电流反馈环节以提高控制系统的工作频率。比较了电感电流内环与电容电流内环反馈系统的区别,选取负载抗扰动性能更强的电容电流反馈系统,该控制方案对一般及整流性负载的干扰同时具有较强的平抑能力。针对输出电压及电感电流在数学模型上的交叉耦合作用,通过耦合信号前馈削弱其对控制系统的影响。提出一种基于"模最佳"的整定方法,对调节器的参数进行设计,最终利用仿真验证了所提设计方案的有效性。     

增强型Z源逆变器的直流链电压直接控制策略

增强型Z源逆变器与传统Z源逆变器相比不仅具有很强的升压能力,而且很大程度减小Z源网络电容、开关器件电压应力.但Z源逆变器现有控制策略是通过测量电容电压构建闭环间接控制直流链峰值电压,而Z源网络电容电压并不能准确反映直流链电压的动态特性.为了提高增强型Z源逆变器的直流链电压动态响应速度和控制精度,借助于数学建模,提出一种直流链电压直接控制的闭环控制策略,通过直接测量直流链峰值电压来提高系统的控制精度,采用电感内环、直流链峰值电压外环的双闭环控制提高了系统的动态响应速度,有效地抑制非最小相位特性对系统地影响.仿真和实验结果证明控制器对输入和负载扰动具有很好抑制能力.     

电流源光伏逆变器与电压源光伏逆变器的比较研究

对比研究了单级式电流源逆变器与传统的两级式Boost升压电路电压源逆变器光伏并网系统.通过对两种系统在交直流输出特性、功率损耗方面的理论分析和电路试验对比分析,阐述了两者的优缺点,并得出一些新的分析结果.这为相关学术研究提供了进一步讨论的数据,为光伏并网逆变器的选择提供理论和试验依据.     

Z源逆变器的电压电流双闭环控制

提出了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法,分析了Z源逆变器控制系统的建模,并在此基础上设计了Z源逆变器双闭环控制系统的调节器.Z源逆变器双环控制的电流内环调节器采用比例环节,以提高内环的开环增益;电压外环调节器采用PID环节,以在系统稳定的条件下增加其带宽.由于Z源逆变器是三相三线制系统,所以在实现控制系统时引入了Clarke变换,从而实现了三相三线制的解耦.仿真和实验证明了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法的正确性.     

一种新型Quasi-Z源逆变器及并网应用研究

提出一种新型Quasi-Z源逆变器拓扑,该拓扑是将2个传统的电流连续型Quasi-Z拓扑进行并联。对比于传统Quasi-Z源逆变器,该拓扑的输入侧电流连续,有效降低阻抗网络中的一个电容的电压,提高了升压比,有效降低了器件电压应力,提高了系统的可靠性。通过采用SVPWM最大恒定升压调制策略进行调制,设计了基于dq坐标系电流解耦及阻抗网络电容电压恒定的原理控制,并将该拓扑应用于三相并网系统。     

基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网系统模型预测控制

为了克服传统并网逆变器不能兼具升降压变换的功能以及死区引起的输出波形畸变等问题,设计一种基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网系统。提出一种改进的有限集模型预测控制策略来控制并网Quasi-Z源逆变器的直流升压电压和交流输出电流,更好的调节输出波形的质量、提升系统的动态性能和稳定性。在所设计的系统中,依据测得的Quasi-Z源逆变器的电容电压和交流负载电流的值,再对电容器电压和输出交流的数值进行预测。在确定qZSI可能产生的每一个电压矢量之后,将其用以跟踪电容电压和输出电流参考值。从而在单级逆变器中实现光伏发电的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,在光照强度阶跃变化时,仿真结果表明系统具有优良的动态响应性能。结果验证了所采用的系统结构和算法的有效性和可行性。     

电流控制电压源逆变器滞环控制的一种改进

本文提出了一种应用于电流控制电压源逆变器的新颖的电流环跟踪控制器。     

电压源电流型逆变器不滞环宽带的选择

分析了带有滞环的电压源电流型逆变器（ＶＳＣＩ）中，功率管的开关频率与电流给定，滞环宽试、电机参数的关系，提出了工程中实用的滞环宽度的选取方法，并给出相应的实验结果。     

开关电感型Quasi-Z源逆变器

提出了一种开关电感型Quasi-Z源逆变器的拓扑,该拓扑用开关电感代替传统Quasi-Z源的电感,在保留传统Quasi-Z源逆变器优点的同时,在相同直通占空比的情况下增大了其升压倍数,而且在较小的直通占空比情况下即可实现任意倍数的升压,给调制因子较大的取值空间,提高了输出电压的质量与系统的稳定性.采用改进的空间矢量实现...     

基于Quasi-Z源间接矩阵变换器的永磁同步电机驱动系统

将Quasi-Z源间接矩阵变换器与永磁同步电机的矢量控制相结合,提出了一种新型的变频调速系统,克服了传统变频调速系统电压传输比低的限制,能够满足永磁同步电机在不同运行状态下的电压等级,扩展了电机的调速范围。同时在小信号模型的基础上,提出了Quasi-Z源间接矩阵变换器直流母线电压的闭环控制策略。仿真结果表明,可有效提高永磁同步电机的运行性能,抵抗电网电压跌落。     

电压型逆变器输出波形控制技术

本文介绍了目前电压源型逆变器输出波形控制的主要控制方法，总体上可分为：基于周期的控制和瞬时值反馈控制。在此基础上，分析了各种控制方法相应的优点和缺点。从波形控制目前的研究实际出发，提出了两种较有前途的方案：结合鲁棒观测器的反馈控制技术和重复控制的反馈控制技术。     

一种闭环数控直流电流源的设计

本文基于负反馈闭环工作原理,通过硬件闭环与数字采样控制相结合的方法,实现了用数字信号来精确控制输出电流,使输出电流能够适应负载及环境的变化,并保持稳定.在输出信号采样环节,使用了集成的精密电流传感放大器MAX471.在控制量电压信号与实际输出量电流信号的转化方面,采用了具有良好跨导特性的VMOSFET,不但实现了不同电量之间的转换,还实现了大电流的输出.     

Inverter for interchangeable use as current source inverter and voltage source inverter for interconnecting to grid

We propose a novel inverter that can be operated either as a current source inverter (CSI) or as a voltage source inverter (VSI) by changing only the control signals. It is proper to use it for interconnecting systems with renewable energy, such as photovoltaic cells or wind generation systems, to a grid. This inverter is usually operated as a CSI connected to the grid. Even if the energy source has a lower voltage than the grid, energy can be supplied to the grid through the proposed inverter. The power factor can be brie?y maintained close to unity. When power supply from the grid is interrupted, the proposed circuit should be operated as a VSI in the stand‐alone operation mode. In this way, the circuit can maintain a constant output voltage to the loads. In this paper, the proposed circuit con?guration and the control schemes for both the CSI and the VSI are described. The circuit characteristics for both are also discussed experimentally. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 183(4): 45–53, 2013; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.22349     

一种新型准Z源并网逆变器

针对传统Z源/准Z源拓扑升压能力的不足,提出了一种新型准Z源逆变器,用新型的开关电感代替传统准Z源拓扑中的电感。详细探讨了电路的工作原理和并网控制方法,并进行了仿真。仿真及试验结果表明,该新型拓扑能在较短的直通时间内获得较大的升压效果,达到了预期的设计目的。     

电流滞环跟踪PWM逆变器控制仿真研究

针对传统的SPWM电压型逆变器的不足,提出采用电流滞环跟踪PWM的逆变器控制方式.介绍了电流滞环跟踪PWM逆变器的控制原理,对其开关频率进行了数学分析,最后构建模型并进行仿真.仿真结果表明,此方法效果明显,动态性能好,可保证电流波形好的正弦性.     

电流控制电压源逆变器驱动的感应电机逆解耦控制

在转子磁链坐标系下,以电流控制电压源逆变器供电驱动电机运行.通过在电流内环采用高增益控制器,感应电机模型中的2个定子电流分量可近似为定子参考电流,从而可忽略定子电流动态特性的影响,将以定子电压为控制量的感应电机四阶模型降阶成以定子电流为控制量的二阶模型.采用状态反馈线性化方法求得感应电机的逆系统,将多变量、非线性、强耦合的感应电机动态解耦成转速与转子磁链2个一阶子系统.在此基础上,设计一种积分比例(IP)控制器对解耦子系统进行闭环控制.电流内环采用滞环比较器,直接获得PWM信号,控制逆变器实现电流跟踪,从而使调速系统具有快速的动态响应性能.仿真结果验证所提控制方案的有效性和优越性.