逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)反饋系數(shù)差異對(duì)環(huán)流的影響分析

王懷寶 馮利臻 吳宇

中圖分類號(hào):TM464文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0992(2009)12-047-01

摘要:對(duì)采用無(wú)連線控制方案控制的逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)分兩逆變器輸出電壓反饋系數(shù)存在差異和電感電流反饋系數(shù)存在差異兩種情況討論分析逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)反饋系數(shù)差異對(duì)環(huán)流的影響。

關(guān)鍵詞:逆變電源;反饋系數(shù)差異;環(huán)流

逆變電源的并聯(lián)運(yùn)行,一般應(yīng)滿足三個(gè)基本要求[1,2]:首先電源系統(tǒng)中各模塊承受的電流能自動(dòng)平衡,實(shí)現(xiàn)均流;其次為提高系統(tǒng)的可靠性,應(yīng)盡量可能不增加外部均流措施,并使均流與冗余技術(shù)相結(jié)合;最后當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí),應(yīng)保持很好的均流瞬態(tài)響應(yīng)特性[3,4]。

一、反饋系數(shù)差異對(duì)環(huán)流的影響分析

理論上分析,如果各逆變器模塊中相應(yīng)硬件完全相同,則可實(shí)現(xiàn)任意并聯(lián)模塊的自動(dòng)均流。然而實(shí)際系統(tǒng)中盡管器件選取同樣型號(hào),仍不可能達(dá)到參數(shù)完全相同的目的。為了分析反饋系數(shù)差異對(duì)環(huán)流的影響,本系統(tǒng)中各并聯(lián)模塊的參數(shù)除了電壓、電流反饋系數(shù)外,其他參數(shù)都是完全一樣的。

1.兩逆變器輸出電壓反饋系數(shù)存在差異情況下環(huán)流影響分析

在進(jìn)行仿真分析前先令逆變器2的輸出電壓反饋系數(shù)為單臺(tái)仿真時(shí)的常用值0.03125,減小逆變器1的反饋系數(shù)從左到右依次為0.031,0.03075,0.03105。則兩逆變器輸出電壓反饋系數(shù)存在差異時(shí)的輸出電流如圖1所示。

(a)反饋系數(shù)差0.031, (b)反饋系數(shù)0.03075,(c)反饋系數(shù)0.0305

(a)feedback coef is 0.031 (b)feedback coef is 0.03075 (c)feedback coef is 0.0305

圖1存在電壓反饋系數(shù)差時(shí)系統(tǒng)輸出電流波形

Fig. 1 Waveforms of system output current with voltage feedback coef difference

從圖1中可以看出,當(dāng)兩逆變器輸出電壓反饋系數(shù)存在差異的時(shí)候,兩逆變器輸出電流的變化與兩逆變器輸出電壓存在幅值差的情況相似,這是因?yàn)榉答佅禂?shù)只是輸出電壓的一個(gè)比例系數(shù),并不影響輸出電壓的相位,在兩逆變器參考電壓相同的情況下,反饋系數(shù)大的反饋回去的電壓幅值就大,導(dǎo)致輸出電壓變小,輸出電流也就變小;反饋系數(shù)小的逆變器,輸出的電流大。在逆變器2反饋系數(shù)保持不變,逐漸減小逆變器1的反饋系數(shù),則逆變器1的輸出電流逐漸增大,逆變器2的輸出電流逐漸減小。

由于電壓反饋系數(shù)是傳感器本身固有的屬性,不可能做到完全相同并且受環(huán)境、溫度等條件的影響,它們之間的差值也會(huì)在小范圍內(nèi)變化,這些都是客觀存在的因素。有效減小電壓反饋系數(shù)的差異就能縮小并聯(lián)逆變器之間輸出電壓的差異在選擇傳感器參數(shù)一致的前提下,可以通過(guò)軟件補(bǔ)償來(lái)保證反饋系數(shù)相同。

2.2 兩逆變器電感電流反饋系數(shù)存在差異情況下環(huán)流影響分析

在進(jìn)行仿真分析前先令逆變器2的電感電流反饋系數(shù)為單臺(tái)仿真時(shí)的常用值0.0268,減小逆變器1的反饋系數(shù)從左到右依次為0.025,0.0225,0.02。則兩逆變器輸出電壓反饋系數(shù)存在差異時(shí)的輸出電流如圖2所示。

(a)反饋系數(shù)差0.025 (b)反饋系數(shù)0.0225 (c)反饋系數(shù)0.02

(a)feedback coef is 0.025(b)feedback coef is 0.0225(c)feedback coef is 0.02

圖2存在電流反饋系數(shù)差時(shí)系統(tǒng)輸出電流波形

Fig. 2 Waveforms of system output current with current feedback coef difference

從圖2可以看出,當(dāng)兩逆變器的電感電流反饋系數(shù)之間存在差異的時(shí)候,兩逆變器的輸出電流與負(fù)載電流同相,幅值都為負(fù)載電流的一半,也就是說(shuō)完全均分負(fù)載?？梢?jiàn)兩逆變器的電感電流反饋系數(shù)的差異對(duì)系統(tǒng)的輸出并不能產(chǎn)生影響,因?yàn)殡p閉環(huán)系統(tǒng)中的電流環(huán)本身就只是用來(lái)改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的,系統(tǒng)的輸出性能是由電壓環(huán)調(diào)節(jié)的。

二、結(jié)論

本文對(duì)逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)反饋系數(shù)差異影響環(huán)流的多方面因素進(jìn)行了仿真分析,針對(duì)這些影響因素給出了解決或者抑制的方法,這些問(wèn)題的解決為逆變電源的并聯(lián)設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)和基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]段善旭.模塊化逆變電源全數(shù)字化并聯(lián)系統(tǒng)控制技術(shù)研究.[華中理工大學(xué)博士學(xué)位論文],1999:21-35

[2]段善旭,康勇,孟宇等.全數(shù)字化逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流特性分析.華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),2000,28(6):27-30