中頻逆變器及其直流母線諧波抑制技術(shù)研究.pdf

1、中頻電源由于輸出電壓頻率較高，輸出濾波器體積更小，相對(duì)于工頻電源在功率密度上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此廣泛應(yīng)用于航天、艦船、鑄造等特殊場(chǎng)合。但是相對(duì)于工頻逆變器而言，帶寬提高的需求使得中頻電源獲得良好的輸出性能所需的控制器設(shè)計(jì)更加困難。同時(shí)，當(dāng)中頻電源作為高壓直流電源系統(tǒng)的負(fù)載，其輸出恒壓恒頻的交流電對(duì)負(fù)載供電時(shí)，逆變器直流母線上諧波電流會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)產(chǎn)生污染。因此，在設(shè)計(jì)中頻逆變器時(shí)，必須同時(shí)考慮抑制直流母線電流諧波，保證整個(gè)用電系統(tǒng)安全可靠。

2、
　　本文首先深入分析單極性 SPWM調(diào)制時(shí)逆變器直流母線輸出電流成分，分析了調(diào)制度對(duì)諧波電流大小及其損耗的影響。針對(duì)中頻逆變器的特點(diǎn)，選用全橋逆變器作為逆變主電路，建立全橋逆變器的小信號(hào)模型，設(shè)計(jì)基于瞬時(shí)值反饋控制的雙閉環(huán)控制器，并分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)數(shù)字控制及輸出濾波器引起的相位滯后對(duì)中頻逆變器的不利影響，電壓外環(huán)采用具有相位超前補(bǔ)償功能的PR控制器，提高了系統(tǒng)的輸出性能。經(jīng)過仿真驗(yàn)證，閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)態(tài)精度得

3、到改善。
　　針對(duì)逆變器直流母線電流諧波，重點(diǎn)研究一種交錯(cuò)工作于Boost-Buck模式的直流有源濾波器電路，詳細(xì)分析其諧波抑制原理，設(shè)計(jì)主電路參數(shù)，建立電路的小信號(hào)模型。最后，對(duì)直流有源濾波器進(jìn)行補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)，并在Simulink平臺(tái)中搭建系統(tǒng)閉環(huán)仿真模型，仿真分析直流有源濾波器對(duì)于直流母線諧波電流的抑制效果。
　　基于上述理論分析與仿真驗(yàn)證，搭建中頻逆變器以及直流有源濾波器實(shí)驗(yàn)原理樣機(jī)，選用TMS320F28035 DS