三相功率變換器

1、逆變器并網(wǎng)電流環(huán)控制1連接電抗器設(shè)計(jì)圖1并網(wǎng)逆變器主電路圖并網(wǎng)逆變器主電路圖如圖1所示。濾波電感參數(shù)的計(jì)算過程如下：假設(shè)在tk時(shí)刻起始的一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)數(shù)值近似保持不變?yōu)閁k，電感電流平均值 為ILk，電流紋波增加量為X乙和減小量AZ乙相等，均為A （，橋式逆變電路輸出 電壓波形為以，占空比為D，直流電壓為VDC，開關(guān)周期為T，則tk即刻起始的 一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)逆變器電壓和電感電流波形如圖2所示。S圖2逆變器電壓和電感電流波形 TOC o 1-5 h z 由圖可知，當(dāng)（ t t + DT時(shí)，/ = M匕-U dt ；當(dāng)t+ DT t t + T時(shí)， kksA L +lsk sk sAIL-= :

2、一二?；喌茫篗 VM VI =& D (1-D)T =d (D D 2)T HYPERLINK l bookmark8 o Current Document AL Ls Ls當(dāng)占空比D=0.5時(shí)且Vd最大時(shí)，A il達(dá)到最大 則 IL IL maxM . Vdc max Ts4 Lt、M V TT dc max s L maxdc _max在本設(shè)計(jì)中取直流側(cè)輸入電壓最大值V= 900V ； f = 10KHz ； I = 7.58A dc _maxIL =15%x屈I = 1.61A ； L=6.89mH ； L=7mH。2電流環(huán)設(shè)計(jì)與仿真同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，逆變器的交流側(cè)電壓表達(dá)式為div

3、= L d- + u + 3i d dtgdqdiv = L q + u 3iq dt gq d考慮到需要對逆變器的有功無功進(jìn)行解耦控制，因此在本設(shè)計(jì)中采用基于d 軸電網(wǎng)電壓定向的控制策略，則逆變器交流側(cè)電壓表達(dá)式可變?yōu)門 di.v = 一 L d + u + 3id dt gd qdiv = - L q - 3iq dt d帶解耦的電流閉環(huán)控制框圖如圖3所示。可通過電流狀態(tài)反饋來實(shí)現(xiàn)兩軸電 流間的解耦控制。iq_refPWM GeneratorPIPIURdq iq_refPWM GeneratorPIPIURdq / abcdq / abc圖3電流閉環(huán)控制框圖電流環(huán)的參數(shù)計(jì)算考慮主電路部分

4、d軸電流解耦后的傳遞函數(shù)和q軸電流的控制框圖如圖4所示。qdqd圖4dq軸電流控制框圖則d軸電流和q軸電流的傳遞函數(shù)分別為G（S ）= KJ + K. KdsLTs 2 + LsK s + K KG s ）= -pi- pwmq sLTs 2 + Ls三相逆變橋可等效為慣性環(huán)節(jié)，在采用SPWM的調(diào)制方式時(shí)，K=匚，慣PWM 2性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)T為開關(guān)周期。本設(shè)計(jì)中開關(guān)頻率f=10KHz，T=0.0001。PI 調(diào)節(jié)器的零點(diǎn)設(shè)置為f =50Hz，穿越頻率f =50Hz，穿越頻率處的增益為1，故 可得K = 2兀 f = 100KP=1q K=1sLTS2+ L s得 Kp=0.0064； Ki=

5、2.0156。仿真設(shè)計(jì)鎖相環(huán)reo 口 忖 m3Gg圖5仿真系統(tǒng)圖圖6控制器結(jié)構(gòu)圖圖7電流環(huán)控制框圖Fnorr圖7電流環(huán)控制框圖Fnorr陽Fn-rr 圖8鎖相環(huán)控制框圖采用SPWM時(shí)的仿真結(jié)果圖如下：仿真條件：直流母線電壓設(shè)置為580V, d軸電流給定值為0； 2s時(shí)給定為1； 4秒時(shí)給定為 0.5。Kp=0.8，Ki=23。不采用過調(diào)制時(shí)的仿真如圖9所示。(a)電壓電流波形仿真條件：直流母線電壓設(shè)置為900V, d軸電流給定值為0； 2s時(shí)給定為1； 4 秒時(shí)給定為0.5。(a)電壓電流波形(b)d軸電流跟蹤圖(c) q軸電流跟蹤效果圖(d)調(diào)制比波形圖采用SVPWM仿真結(jié)果: 580V(a)電壓流波形900V(a)電壓電流波形圖(b) d軸電流跟蹤效果圖(c) d軸電流跟蹤效果圖根據(jù)以上仿真結(jié)果可得，當(dāng)電感值為14Mh時(shí)的控制器跟蹤效果不好，因此需要 將電感值減小進(jìn)行仿真?，F(xiàn)將電感值減小為6Mh。再利