詳解與公用電網(wǎng)相連的逆變器在建模與控制方面電路設(shè)計(jì)

所選的控制器結(jié)構(gòu)是一個(gè)帶有轉(zhuǎn)換功能的PI控制器。

補(bǔ)償器零點(diǎn)的頻率為KI/KP，假設(shè)它低于電廠R/L極點(diǎn)的頻率。因此，波特圖的漸近線如圖4所示。

圖4：開環(huán)波特圖漸近線

圖5為電流調(diào)節(jié)算法的框圖。當(dāng)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系時(shí)，三相和單相系統(tǒng)都可以使用該算法。PI控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式如下：

圖5：電流調(diào)節(jié)算法PWM實(shí)現(xiàn)

為單個(gè)相位計(jì)算完基準(zhǔn)電壓后，PWM生成算法將為每個(gè)逆變器開關(guān)生成占空比。正弦PWM技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn)且非常有效。正弦PWM的生成已被模型化，因此，它能夠?yàn)?、3、4、5級(jí)逆變器分別生成開關(guān)位置。電流控制器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓值(Vref)介于-1至1之間。Vref根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)的級(jí)數(shù)呈比例變化；m代表級(jí)數(shù)。多級(jí)比較器產(chǎn)生的開關(guān)位置輸出值的范圍在0至m-1之間。

利用正弦PWM技術(shù)，可以單獨(dú)控制逆變器的每一個(gè)相臂。以三相逆變器為例，利用正弦PWM技術(shù)，可以將逆變器的三個(gè)相臂一起控制，從而能更好地利用可用直流總線電壓?？臻g矢量技術(shù)為三相控制提供了一個(gè)集中控制器。

多級(jí)逆變器可以從三種或更多的分立電壓電平生成輸出電壓。對(duì)于一個(gè)m級(jí)逆變器，每個(gè)相位的開關(guān)函數(shù)值為0至m-1。相臂電壓為：

每個(gè)開關(guān)狀態(tài)可產(chǎn)生唯一定義的三相線電壓。當(dāng)三個(gè)相位的開關(guān)位置分別為i、j、k時(shí)，逆變器輸出電壓可由開關(guān)矢量表示為：

注意：逆變器的不同開關(guān)位置可產(chǎn)生不同的開關(guān)矢量。對(duì)于平衡的輸出電壓來說，線到線電壓的總和必須為0。也就是說，開關(guān)矢量可以以二維的方式來表示。利用具有適當(dāng)持續(xù)時(shí)間(占空比)的、最接近的三個(gè)矢量，可以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓。也就是說，由最接近的三個(gè)矢量的時(shí)間加權(quán)組合可以生成基準(zhǔn)電壓。調(diào)制器的主要目的是選擇逆變器的開關(guān)位置和每個(gè)開關(guān)位置需要持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，以便生成基準(zhǔn)電壓。非正交矢量可以方便地用作表示開關(guān)矢量的新方式。單次基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換如下：

因此，。歸一化為Vdc后，所有開關(guān)位置相量均為整數(shù)。圖6顯示出gh坐標(biāo)中的三級(jí)逆變器的開關(guān)位置矢量。在一個(gè)開關(guān)周期中，如果連續(xù)利用三個(gè)最接近的矢量，電壓Vref可以逆變器輸出電壓的形式實(shí)現(xiàn)。

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