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(jì)建設(shè)各領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步和武器裝備信息化進(jìn)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(shí)現(xiàn)方法。重點(diǎn)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(shí)現(xiàn)逆變器輸出正弦波的高質(zhì)量控制，同時(shí)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(shí)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(gè)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(fù)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(jì)提供依據(jù)。針對瞬時(shí)值反饋正弦波逆變器的交流控制器設(shè)計(jì)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(diǎn)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(shí)值反饋逆變器的控制器設(shè)計(jì)提供理論支撐。指出在輸出電壓瞬時(shí)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(shí)值反饋逆變器控制回路控制器的不足，明確了瞬時(shí)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(shí)，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(gè)逆變器模塊并聯(lián)時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)。針對重復(fù)控制器用模擬方法實(shí)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(shí)電路實(shí)現(xiàn)模擬重復(fù)控制器的方法，并用于瞬時(shí)值反饋正弦波逆變器的控制，進(jìn)行系統(tǒng)暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)分析，依據(jù)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)條件，方便地通過波特圖獲得了控制回路穩(wěn)定補(bǔ)償環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)結(jié)果和低通濾波器的參數(shù)選擇方法，通過仿真和實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)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(xì)給出基于根軌跡法的比例諧振控制器設(shè)計(jì)方法，進(jìn)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治觯赋隽嗽擃愓也孀兤鞯乃矔r(shí)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(jì)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(shí)對3次以上那個(gè)諧波進(jìn)行高增益放大，進(jìn)行諧波反饋回路的參數(shù)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，搭建逆變

7、器閉環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)行仿真、實(shí)驗(yàn)研究，取得了較理想控制效果，指出所設(shè)計(jì)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(qiáng)等特點(diǎn)，是性能優(yōu)良的一種逆變器。
　　 以比例諧振控制正弦波瞬時(shí)值反饋逆變器為基礎(chǔ)，進(jìn)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(jìn)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(gè)逆變器模塊并聯(lián)為例，通過仿真和