電壓型逆變器分布式控制并聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟建設(shè)各領(lǐng)域技術(shù)進步和武器裝備信息化進程的不斷加快，對供電設(shè)備提出了越來越高的要求，主要包括供電可靠性、供電容量、供電靈活性和正弦波供電電壓的質(zhì)量。這些要求直接或間接地與正弦波逆變器的并聯(lián)技術(shù)相關(guān)。
　　 本文針對廣泛應(yīng)用的CVCF正弦波逆變器并聯(lián)技術(shù)，以分布式控制電壓型正弦波逆變器并聯(lián)為主題，探討獲得高質(zhì)量、高穩(wěn)定度電壓輸出的逆變器并聯(lián)技術(shù)方案和實現(xiàn)方法。重點研究基于新型控制器的分布式控制正弦波逆變器及其并聯(lián)的有關(guān)技

2、術(shù)，實現(xiàn)逆變器輸出正弦波的高質(zhì)量控制，同時針對該類逆變器輸出阻抗低、不利于抑制并聯(lián)環(huán)流的問題，給出提高環(huán)流阻抗的方法。論文圍繞瞬時電壓反饋型逆變器的控制問題及其并聯(lián)方法，主要研究五個方面的問題。
　　 基于電力電子開關(guān)信號的周期平均法，推導(dǎo)了SPWM正弦波逆變器被控對象輸入輸出關(guān)系，建立不依賴于負載的逆變器被控對象數(shù)學(xué)模型，為逆變器控制回路參數(shù)設(shè)計提供依據(jù)。針對瞬時值反饋正弦波逆變器的交流控制器設(shè)計需要，研究交流控制系統(tǒng)的暫態(tài)分

3、析、穩(wěn)態(tài)分析問題，明確交流控制系統(tǒng)暫態(tài)過程與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，得出交流控制系統(tǒng)閉環(huán)極點虛部值與輸入有始參考正弦信號角頻率之間的量值關(guān)系決定系統(tǒng)暫態(tài)過程情況的結(jié)論，為正弦波瞬時值反饋逆變器的控制器設(shè)計提供理論支撐。指出在輸出電壓瞬時值反饋正弦波逆變器中廣泛應(yīng)用的P、PI調(diào)節(jié)器用于瞬時值反饋逆變器控制回路控制器的不足，明確了瞬時值反饋逆變器減少或消除跟蹤誤差對控制器的基本要求。
　　 以逆變器的輸出模型為基礎(chǔ)，分別分析了逆變器模塊并聯(lián)

4、時，各模塊間輸出電壓的幅度差與相位差對逆變并聯(lián)的影響與危害，推導(dǎo)了n個逆變器模塊并聯(lián)時，逆變器均流誤差與環(huán)流電流值的關(guān)系，得出了二者相等的結(jié)論，為逆變器模塊并聯(lián)時環(huán)流的抑制提供理論基礎(chǔ)。
　　 研究新型控制器--重復(fù)控制器在瞬時值反饋正弦波逆變器反饋控制中的應(yīng)用問題。針對重復(fù)控制系統(tǒng)因包含延時環(huán)節(jié)e-TS所導(dǎo)致的穩(wěn)定性分析困難的問題，給出了通過結(jié)構(gòu)圖變化獲得系統(tǒng)穩(wěn)定性結(jié)論的一種新的簡單方法，并用于指導(dǎo)重復(fù)控制正弦波逆變器控制器的

5、設(shè)計。針對重復(fù)控制器用模擬方法實現(xiàn)困難，普遍使用DSP數(shù)字控制，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制的問題，給出了一種用高精度模擬延時電路實現(xiàn)模擬重復(fù)控制器的方法，并用于瞬時值反饋正弦波逆變器的控制，進行系統(tǒng)暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)分析，依據(jù)穩(wěn)定性設(shè)計條件，方便地通過波特圖獲得了控制回路穩(wěn)定補償環(huán)節(jié)的設(shè)計結(jié)果和低通濾波器的參數(shù)選擇方法，通過仿真和實驗研究，驗證其控制效果。
　　 研究另一種新型交流控制器-“比例+諧振控制器”在正弦波 CVCF逆變器中的應(yīng)用問

6、題，詳細給出基于根軌跡法的比例諧振控制器設(shè)計方法，進行了系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析、輸出正弦波電壓對輸入?yún)⒖颊倚盘柕母櫮芰Ψ治?，指出了該類正弦波逆變器的瞬時反饋控制在輸出電壓波形相位跟蹤輸入?yún)⒖颊倚盘栂辔坏膬?yōu)勢性。針對該類逆變器對諧波抑制能力有限的問題，提出通過諧波反饋，提高輸出正弦波波形質(zhì)量的方法。設(shè)計高增益二階高通濾波器用于反饋通道濾出輸出電壓的基波成分，同時對3次以上那個諧波進行高增益放大，進行諧波反饋回路的參數(shù)穩(wěn)定性設(shè)計，搭建逆變

7、器閉環(huán)控制系統(tǒng)，進行仿真、實驗研究，取得了較理想控制效果，指出所設(shè)計的逆變器具有：輸出波形質(zhì)量高、輸出電壓穩(wěn)定度高、輸出阻抗小，正弦波相位跟蹤能力強等特點，是性能優(yōu)良的一種逆變器。
　　 以比例諧振控制正弦波瞬時值反饋逆變器為基礎(chǔ)，進行逆變器分布式控制并聯(lián)技術(shù)研究，針對該類逆變器輸出阻抗低，對逆變器并聯(lián)環(huán)流不利的問題，提出了提高環(huán)流阻抗的方法；進行了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，得出了相應(yīng)的結(jié)論。以兩個逆變器模塊并聯(lián)為例，通過仿真和