基于DSP控制的逆變器并聯(lián)

由圖3可以得到以下2個傳遞函數(shù)：

=（3）

=（4）

由式（3）、（4）可以看出，環(huán)流對輸出電壓的傳遞函數(shù)與輸入電壓對輸出電壓的傳遞函數(shù)的極點配置是一樣的。因此可以通過對輸入?yún)⒖茧妷旱恼{(diào)節(jié)來減小環(huán)流對輸出電壓的影響，從而達(dá)到均流的效果。

3.2 均流控制方案設(shè)計

為了使得每個并聯(lián)逆變器的電流達(dá)到均等的目的，在每個并聯(lián)逆變器的控制環(huán)上除了電壓、電流雙環(huán)控制[3]之外還加了一個均流環(huán)。控制框圖如圖4所示。在均流控制中，主模塊通過DSP的CAN總線將采集到的主模塊電感電流和其參考電壓發(fā)送給各個從模塊。各從模塊接收到主模塊的電感電流數(shù)據(jù)后與自身的電感電流相比較，其誤差由均流環(huán)處理后來控制SPWM波形，以達(dá)到均流的目的。而主模塊的參考電壓使得各從模塊輸出電壓的相位與主模塊保持一致。逆變器控制中的電壓環(huán)使輸出電壓保持良好的正弦波，電流環(huán)的加入使得系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)得到提高，而均流環(huán)使得各個模塊能夠達(dá)到均流的目的。

圖4 均流控制框圖

在控制方案中，均流環(huán)采用不完全微分PID控制，以減小通訊線傳輸中由于單個數(shù)據(jù)誤碼而對整個系統(tǒng)的沖擊。

4 電路仿真及波形

利用MATLAB對以上所設(shè)計的并聯(lián)控制方案進(jìn)行仿真。仿真時的參數(shù)為：輸入直流母線電壓U1=U2=200V，輸出為50Hz有效值為100V的正弦波，開關(guān)頻率20kHz，L=2.7mH，C=4.5μF。其中電壓環(huán)采用PI控制，電流環(huán)采用P調(diào)節(jié)，均流環(huán)采用PID控制。仿真結(jié)果見圖5、圖6。

圖5 2臺并聯(lián)逆變器的電感電流波形

圖6 并聯(lián)逆變器輸出電流和電壓波形

5 實驗及波形

為驗證仿真結(jié)果，實驗采用2臺UPS并聯(lián)，具體的參數(shù)與仿真時相同，即U1=U2=200V，f=50Hz，輸出電壓設(shè)計為100V，L=2.7mH，C=4.5μF。

圖7為2臺逆變器輸出8A電流時各自輸出的電流，從實驗情況來看，2臺逆變器有很好的均流效果。

圖7 2臺逆變器的輸出電流