在变频器驱动的电机系统中,电动机可能处于被机械负载倒拖而处于发电状态。出于节能与安全的考虑,应把变频器直流母线上的直流电逆变为三相交流电返回到交流电网中。典型的三相电能回馈应用有：“电梯节能装置”、“抽油机专用四象限变频器”、“起重机电能回馈制动单元”、“电力测功机持续回馈单元”等。而在风能、太阳能等新能源技术领域,电能回馈装置也是这些系统的核心部分之一。
节能减排是我国的基本国策,而我国能源短缺也是个不争的现实。因此,通过电能回馈装置将电动机因机械负载倒拖而产生的那部分电能送回电网,不仅是可行的,而且是一个现实的要求。
随着环保意识的提高,人们对绿色电网的呼声越来越高。而传统变流的变流装置,如二极管不控整流器,其功率因数较低,运行过程中将会向电网注入大量谐波,造成电网的“污染”。因此,对变流装置而言,“绿色”的内涵应包括电网无谐波污染、单位功率因素,以及功率控制系统的高性能、高稳定性、高效率等。
本文首先概述电能回馈的一些概念,并针对三相直接并网逆变器(GCI),分析其拓扑结构、数学模型及常用的电流控制技术,并详细分析了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)。基于单周期控制(OCC)的原理,提出电流包络线波形的思想。从混杂系统的角度,基于精确的数学表达式,探讨使电流沿着包络线走的工作模态组合。在单台逆变器的基础上,分析其并联运行时环流的模型,基于环流的模型提出变零矢量的方法来抑制环流。在MATLAB上对所提出的相关算法的仿真结果验证了此算法的可行性以及有效性。最后详细阐述了软件控制系统的设计原则、组织结构以及控制算法的程序流程。
