电压源逆变器典型控制方法的电路本质分析

电压源逆变器在可再生能源并网、变频调速系统、不间断电源(uninterrupted power source,UPS)等领域得到了广泛的应用。针对电压源逆变器的控制器进行研究,将功率器件的开关过程等效为受控放大器,在此基础上,以典型的PI和PR控制方法为分析对象,从数学模型和电路模型的角度揭示了其物理本质,发现了逆变器输出阻抗与逆变器控制方法之间的物理等价关系,并进一步给出了控制器参数与外部电路之间的物理关系。最后,利用一台10k VA的三相两电平逆变器为例,针对离网逆变器控制电压控制模式,以及并网逆变器电流控制模式,这两种不同的运行工况,分别给出了PI控制和PR控制器的实验结果。所作研究为逆变器控制器的数学物理模型,以及控制器的设计提供了新的有效途径,可以为逆变器的先进控制措施提供有价值的参考。