Buck型逆变器电流瞬时值反馈控制策略

Buck型逆变器的电感电流瞬时值反馈控制和电容电流瞬时值反馈控制存在本质区别。以差动正激直流斩波器型高频环节逆变器为例,采用理论推导方法,研究这两种电流控制逆变器的稳定性、输出外特性、短路能力、输出功率特性、带非线性负载能力及动态响应特性。研究结果表明,电感电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率受限、较强的过载和短路能力、较软的输出外特性、较弱的带非线性负载能力、较差的动态响应等特点;而电容电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率不受限、较弱的过载能力、无短路能力、硬的输出外特性、较强的带非线性负载能力、较好的动态响应等特点。研究成果为Buck型逆变器电流型控制策略的选择及其设计提供重要的理论依据。     

光伏发电系统中三相逆变器不平衡控制的分析

针对光伏发电系统中离网三相逆变器工作在不平衡负载时的特点,文中详细分析了离网三相逆变器的拓扑电路结构及其相应的控制方法。分析了三相三桥臂逆变器主电路拓扑结构,引入了电容电流瞬时值反馈控制,同时还对三相逆变器经LCL滤波后的输出三相电压进行独立控制。通过对每相输出的交流电压与参考电压进行PI运算后再与电容电流进行K运算产生控制开关管的SPWM脉冲波,从而实现三相逆变器输出电压平衡。建立Matlab/Simulink仿真模型,仿真分析表明,文中采用的控制方法,在三相负载严重不平衡情况下,输出的三相电压不平衡度低,且带非线性负载能力强,从而保证逆变器在带任意不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压。     

带整流性负载并网逆变器的控制方法

提出了一种带整流性负载并网逆变器的控制方法.该并网逆变器可以工作于独立和并网2种工作模式.分析了并网逆变器带整流性负载对电网电流的影响.通过引入整流性负载电流补偿的方法,消除了整流性负载和滤波电容对电网电流的影响,提高了电网电流的波形质量.该方法控制简单,易于实现.仿真和实验结果表明,在带整流性负载情况下,采用该控制方法可以使并网电流具有很好的正弦度,独立运行时输出电压外特性好.     

HPWM逆变器两种电流瞬时值反馈方式性能比较

就电感电流和电容电流反馈控制的HPWM逆变器在系统稳定性,外特性,直流输入扰动动态性能,负载扰动动态性能和带非线性负载能力方面进行了对比分析,并通过仿真和实验样机验证了理论分析。     

逆变器电容和电感电流反馈方式的比较研究

研究了以电容电流作为反馈量的逆变器电流滞环控制方法,提出实现电路,并从理论、仿真和实验的角度与传统的电感电流反馈方式作比较。研究表明,采用电容电流反馈控制方式,可以使逆变系统的输出电压波形及负载特性得以有效改善。     

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。     

两种典型控制方法在逆变器控制器中的比较

对比分析了逆变器控制中的电容电流反馈和电感电流反馈两种控制方式。推导了控制器的控制模型，分析了控制器的设计方法，给出了各种突加负载及恒定负载状态下的实验结果，指出了两种控制方法的特点以及优缺点。实验在800VA的逆变器中进行，逆变器的开关频率是30kHz，输出电压是400Hz，115v有效值的正弦波。     

基于状态反馈与重复控制的逆变器控制技术

针对PWM电压型逆变器提出了一种将带积分状态反馈与重复控制相结合的输出电压控制方案。状态反馈所需的变量为电容电压和电容电流。为避免采样、计算延时占用 PWM脉宽,以上反馈变量值均由状态观测器基于实测电容电压和负载电流值预测得到,使控制算法可以提前一拍进行,这样也避免了设置专门的电容电流传感器。由于积分控制的引入,改善了状态反馈控制的稳态精度,克服了早先提出的类似方案在加载时的电压跌落问题。居于控制系统最外层的重复控制器可以保证逆变器即使带非线性负载也能保持高度正弦的输出电压。实验表明该方案可同时实现高动态响应和高稳态波形精度,适用于UPS等需要高性能输出电压控制的场合。     

基于LCL谐振问题的并网控制策略研究

光伏并网发电中的LCL滤波器存在谐振问题,影响系统的稳定性。对LCL滤波器的谐振问题,提出了基于电容电流反馈的有源阻尼控制,电容电流反馈控制可以看作电流内环,用于抑制LCL谐振问题,保证系统稳定;重复控制可以看作电流外环,主要是实现对并网电流的高性能跟踪控制,实现对逆变器输出电流跟踪指令电流。最后通过仿真,结果验证了控制策略的准确性和有效性。     

LCL并网逆变器新型电流双闭环控制策略研究

提出了一种新型的LCL型并网逆变器电流双闭环控制策略。内环采用电容电流反馈增加LCL并网逆变器系统阻尼,以抑制LCL输出滤波器带来的高频谐振问题;外环采用重复PR复合控制策略实现对并网电流的高性能控制,以抑制电网电压波动和非线性负载对并网电流的影响,实现对基频信号的无静差控制和高功率因数并网。在此理论分析的基础上研究了控制系统的稳定性,提出LCL并网逆变器电流双闭环控制器优化设计方案。最后通过仿真验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

低压微网中永磁风力发电系统逆变器控制策略研究

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。对于系统处于并网和离网情况下,逆变器的电流内环采用瞬时反馈电容电流控制,有效解决了因LCL滤波器引起的系统不稳定控制问题。针对两种不同模式下,本文对并网模式下系统的逆变器控制采用瞬时功率外环、瞬时电容电流PIR内环控制;离网模式下采用负载电压为外环、瞬时电容电流PIR控制为内环的双闭环控制。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了风力发电并网系统逆变器给定功率控制,在系统输出功率发生变化的情况下,电流具有快速精确的动态跟踪性能,实现了系统功率解耦控制,保证了系统输出高质量电能,有效验证了本文控制策略的可行性。     

LCL滤波的三相并网逆变器电流双环控制策略

对于LCL滤波的三相并网型逆变器系统,电网电压畸变会增加网侧电流总谐波。针对该问题,分析了传统逆变侧电流单环控制策略无法有效抑制电网电压畸变对网侧电流的影响。为了增加网侧电流对电网电压畸变的抗扰性,提出了电流双环的控制策略。内环通过PI控制器实现对逆变侧电流的控制,外环通过PI+PR的控制方案完成对网侧电流的控制。通过推导系统的输出导纳的频率响应,分析了在提出方案下,网侧电流能够更有效地抑制网侧电压畸变的影响。仿真以及100kW样机的实验结果验证了该控制策略的有效性。     

A Current Source GTO Inverter with Sinusoidal Inputs and Outputs

With the application of gate turn-off thyristors (GTO's) and PWM control techniques, a current source inverter capable of producing sinusoidal input/output (I/O) voltages and currents has been developed. The sinusoidally modulated current is fed to the GTO's in the rectifier and inverter sections. The overvoltage-absorption capacitors connected to the ac input and output terminals function as a filter and, consequently, the waveforms of the input/output voltages and currents become sinusoidal. Because the PWM control utilizes the high-speed switching characteristics of the GTO's, the dc link current smoothing reactor and the overvoltage absorption capacitors are greatly reduced. The dc link voltage in the rectifier section is controlled to adjust the ac motor current. This is accomplished by using the firing angle shift method in conjunction with the method involving varying the width of the bypass gate pulses, which put the rectifier section into a bypass state. The current source GTO inverter is used to drive an 11-kW induction motor. As a result, excellent acceleration and deceleration characteristics are obtained, which verifies that the new current source inverter is quite suitable for driving an ac motor at variable speeds.     

基于DSP和PWM逆变器的新型自动调谐消弧系统设计

介绍了基于变压器可控负载的新型消弧线圈的结构和原理,在此基础上分析了整套装置的控制系统设计。该消弧线圈实现电感调节的原理是:将电压型PWM逆变器作为变压器二次侧的受控负载,通过控制逆变器的输出实现变压器一次侧等效电抗的调节。控制器基于DSP和CPLD数字芯片,DSP实现逆变器驱动脉冲的计算和生成,CPLD实现对逆变器的多重保护功能。详细分析了控制系统实现自动调谐、逆变器输出电流控制及整机协调与联机通信的方法。最后,试验结果证明了该消弧系统能够准确、有效地补偿电网对地电容电流,验证了整个控制方案的正确性。     

异步电机低开关损耗的模型预测直接转矩控制

提出一种新颖的异步电机低开关损耗的模型预测直接转矩控制方法。通过建立异步电机离散时间预测模型,对不同开关矢量作用下的系统输出矢量进行轨迹外推,形成长预测范围的输出轨迹。同时分析三电平逆变器在开关切换时产生的开关损耗,以逆变器的平均开关损耗为价值函数,对不同开关矢量作用的输出轨迹进行在线评估,得到最优的开关矢量并将其作用于逆变器,从而有效降低了逆变器的开关损耗。仿真结果表明,基于该方法的驱动系统逆变器的开关损耗低,电机转矩和磁链动静态性能良好。     

开关电感型单相五电平电流源逆变器

多电平电流源逆变器因具有高安全性、低输出谐波特性等优点得到广泛关注。提出了一种开关电感型单相五电平电流源逆变器,其直流控制单元采用Buck结构,为电感提供了独立的充放电回路,实现了电感电流控制与输出电流控制的完全解耦,使用较小电感即可控制电流稳定。所提逆变器采用开关电感结构形成多电平输出,减少了器件数目,利用其高度对称性可简化外围电路设计。针对于单相逆变器输入侧电感电流存在二倍频波动的问题,在传统比例积分控制的基础上,增加功率前馈控制,以储能电感在每个开关周期内实现电流恒定作为先决条件,折算不同状态下直流侧开关器件的占空比扰动量,在不增加电路复杂度的前提下,采用较少器件和小储能电感有效抑制了电感电流的二倍频波动,减小了输出电流中3次谐波含量和总谐波畸变率,提高了输出电能质量。最后,通过仿真和实验验证了所提拓扑和控制策略的可行性。     

Dim the lights. Problems with lamp current control using a PWM signal

It is the state of the art to drive a fluorescent lamp with a ballast that mainly consists of a high-frequency generator. High frequency, in this context, means a frequency that is substantially higher than the mains frequency. Most ballasts on the market are working at an operating frequency of about 50 kHz. It is common to realize the high-frequency generator with a half-bridge inverter. This inverter has an output waveform with a rectangular shape, and the operating frequency f/sub o/ is equal to the frequency of the oscillation of the half-bridge. The fluorescent lamp is connected to the output of the inverter via a matching network. The matching network has two main tasks. The first task is to transform the output impedance of the inverter to an impedance the lamp needs for stable operation. The second task is to cut off the DC component of the output signal that is delivered by the inverter. This task can easily be accomplished by a capacitor that is connected in series to the lamp. Of course, a lamp needs a certain value for the lamp current. One technique to control the lamp current is variation of the pulsewidth of the inverter output signal. The main purpose of this article is to discuss the problems of the pulsewidth modulation (PWM) control of the lamp current and to propose a new driving scheme for a PWM-controlled half-bridge inverter.     

Optimal pulse patterns of a nine-phase voltage source PWM inverter for use with a triple three-phase wound ac motor

The authors have already described the nine-phase inverter driving system providing both the triple three-phase voltage source inverter with 180-deg conducting period and the ac motor windings with triple three-phase construction. The nine-pulse inverter driving system used three small-capacity three-phase coupling reactors having special windings for current balance and reduction of higher harmonics. In addition, for voltage control, current balance, and waveform improvement, optimal PWM pulse patterns were applied to the six-phase inverter driving system using a three-phase coupling reactor to provide double three-phase construction. In the system based on the mode in the title, the PWM control was applied to the nine-phase inverter driving system described in the foregoing. The coupling reactors in the system balance the fundamental currents of three sets of three-phase inverters and also absorb higher harmonic voltages other than 18p±1 (p = 1, 2, …) orders. The optimal pulse patterns found by the approach to make the performance index minimum using the Lagrange multiplier method can be applied to the PWM to reduce the higher harmonic currents greater than those calculated by the modulation method comparing the sinusoidal signal wave with triangular carrier signal. This system can have a larger capacity than the six-phase PWM inverter driving system in which coupling reactors absorb higher harmonic voltages other than the 12p±1 orders and also improve output current waveforms. In addition, the system includes the capacity of coupling reactors slightly larger than the six-phase PWM inverter driving system but enables operation with smaller torque ripples and electromagnetic noises in low- to high-frequency ranges.     

全桥高频链逆变电源的混合控制策略研究

对丁全桥高频链逆变器的控制,本文提出一种混合式正弦脉冲脉位调制控制策略,高频变压器传递SPWM波,根据对输出电压与电流进行过零比较与逻辑组合,得到周波变换器高频和低频混合驱动脉冲。介绍了全桥高频链逆变器的工作原理,并应j{]MATLAB仿真软件对电路进行控制算法的仿真,同时制作丫容量为200VA的实验样机,仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性与正确性。     

一种新型双频控制大功率逆变器的仿真研究

该文介绍了一种新型双频控制高压大功率逆变器,其拓扑由一个可以采用GTO等低频开关器件的大功率逆变器单元(主逆变器)和一个可以采用IGBT等高频开关器件的小功率逆变器单元(辅逆变器)级联组合而成.主逆变器单元采用定脉宽控制方式,主要用于输出功率以提高整个逆变器的功率等级;而辅逆变器单元采用多电平PWM控制技术,主要用于提...