一種基于SPWM的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)及控制策略仿真

關(guān)冠暉+傅偉豪

摘 要：一種逆變電路采用IGBT橋，逆變方式為SPWM，兩個(gè)逆變電源并聯(lián)運(yùn)行。該電源采用LC濾波器，主要濾除高次諧波。逆變電源采用壓瞬時(shí)值反饋單環(huán)PID控制，改善輸出波形質(zhì)量。該并聯(lián)逆變電源在Matlab的Simulink組件中模擬，分別測(cè)試分析了帶動(dòng)線性負(fù)載動(dòng)態(tài)均流效果和非線性負(fù)載靜態(tài)均流效果。

關(guān)鍵詞：逆變電源；SPWM；并聯(lián)運(yùn)行；PID控制

中圖分類號(hào)：TN99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）29-0007-03

1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)與選型

1.1 直流電壓，額定電流與IGBT選型

選擇輸出線電壓有效值為380V+-5%，額定容量100 kVA，故選擇直流電壓、額定電流如下：

本實(shí)驗(yàn)采用Universal Bridge來實(shí)現(xiàn)IGBT，如圖1和圖2所示。

1.2 主電路設(shè)計(jì)與參數(shù)

本三相四線電路采取SPWM控制逆變電路，利用正弦波與三角波比較產(chǎn)生的反映正弦波特性的一系列不同寬度的脈沖，這些脈沖序列作為開啟/關(guān)閉逆變橋開關(guān)器件的信號(hào)，使直流電壓變?yōu)橐幌盗兄芷谛噪A梯波，波形在電容的作用下得到近似正弦波的波形，并在輸出濾波電路的作用下最終生成正弦波；本實(shí)驗(yàn)的逆變電路是三相可控全橋式逆變電路，并且由兩個(gè)逆變器并聯(lián)工作。[1]如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示。

2 輸出濾波電路參數(shù)設(shè)計(jì)過程

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，選取阻尼比ξ=0.8，期望自然振蕩頻率？棕=3 500 rad/s，n=10來計(jì)算。

5 非線性負(fù)載下靜態(tài)均流效果仿真與結(jié)果分析

5.1 RLC負(fù)載

負(fù)荷電路圖，如圖9所示。電壓電流波形圖，如圖10所示。電壓諧波分析，如圖11所示。

5.2 二極管負(fù)載

負(fù)荷電路圖（其中一相），如圖12所示。電壓電流波形圖，如圖13所示，電壓諧波分析，如圖14所示。

6 線性負(fù)載變化動(dòng)態(tài)均流效果仿真與結(jié)果分析

電路圖，如圖15所示。

電壓電流波形，如圖16所示。

電壓諧波分析，如圖17所示。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊蔭福，段善旭，朝澤云.電力電子裝置及系統(tǒng)第1版[M].北京：清華大學(xué) 出版社，2006：66-83.

[2] 俞楊威，金天均，謝文濤，等.基于PWM逆變器的LC濾波器[D].杭州：浙江 大學(xué)電力電子研究所，2007：50-52

[3] 孫朝暉，吳浩偉，方斌，等.采用PID和重復(fù)控制的逆變器波形控制策略 [J].船電技術(shù)，2010：14-17