基于内模原理的逆变器波形控制技术研究

本文的主要内容是关于逆变器系统输出电压波形控制技术。一个有效的逆变器波形控制器应该能很好的跟踪正弦指今,并且能很好的抑制负载扰动,包括线性负载和非线性负载,同时应有良好的动态响应特性。 把负载电流看成扰动输入,分别建立了单相逆变器和三相状态空间模型,分析了造成逆变器输出波形畸变的原因,包括死区效应和负载扰动,指出了波形控制的必要性。对于三相逆变器,分别推导了在静止坐标系和旋转坐标系下的模型,对比了两种坐标系下模型的异同。 为了得到高精度的稳态输出波形和动态响应好的波形,对重复控制技术及重复控制结合瞬时值控制进行了研究。重点阐明重复控制结合瞬时值控制的思路,提出了一种结构简单,调试方便的双环控制器。两种控制方案互为补充,各司其职,不仅改善了逆变器的动态性能而且获得了精度更高的稳态波形。给出了设计方法和设计实例。 讨论了三相逆变器的波形控制。对于三相逆变器的波形控制,对比调研了静止坐标系和旋转坐标系下两种控制方案,采用了所提出的双环结合重复控制器,在静止坐标系下对三相逆变器的波形控制及抗不平衡负载性能做了仔细的实验研究。最后分析了旋转坐标系下能实现稳态无静养的比例积分器在静止坐标系下的等效形式,提出包含单次谐波内模的谐振控制器。为了数字实现谐振控制器,简要分析了Delta变换及Delta算子,及其在数字滤波器中的应用,给出了数字式的比例谐振控制器在DSP中数字实现的方法。结合双环控制和谐振控制器,提出了两种包含谐振控制器的双环控制策略,进行了仿真研究。