三相逆變器輸出電壓不平衡的控制研究.pdf

1、PWM逆變器同整流器一樣是電力電子裝置的重要組成部分,在各種電能變換中,逆變器有著非常重要的作用。隨著新能源的開發(fā),分布式發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的研究與應用,各種發(fā)電裝置發(fā)出的電能需要通過一系列的電能變換,將發(fā)電設備發(fā)出的電能轉換為可以接入無窮大電網的電能,或者如果不接入電網,也需要將電能變換為一般的用電器可以直接使用的電能,這中間需要大量的電力變換裝置,而其中逆變器起著舉足輕重的作用。而隨著科技的發(fā)展,負載呈現出多樣性,在生產生活中,對供

2、電設備能夠帶不平衡負載及非線性負載的能力要求也越來越高。因此,本文主要針對三相負載不平衡條件下的逆變器特性進行深入研究。
　　 本文以三相三線制PWM逆變器為研究對象,分析了逆變器帶不平衡負載時的輸出特性,介紹了逆變器輸出電壓不平衡的抑制方法。為了使系統(tǒng)的性能達到要求,通常要引入反饋控制,而反饋控制的設計大多數依賴于被控對象的數學模型,為了便于逆變器控制系統(tǒng)的設計,需要首先建立逆變器的數學模型,逆變器含功率器件,是非線性電路,因

3、此本文采用開關周期平均法,建立了三相逆變器在兩相旋轉坐標系及兩相靜止坐標系下的數學模型,在兩相靜止坐標系下對逆變器進行了模型解耦及電壓、電流雙環(huán)控制器設計,在兩相靜止坐標系下對逆變器的數學模型進行了分析,并設計了兩坐標軸下的重復控制器。三相不平衡輸出電壓可分解為對稱的正序分量、負序分量和零序分量,在兩相旋轉坐標系下,正序分量表現為直流量,而負序分量表現為基波的2次諧波分量,旋轉坐標系下的的電壓、電流雙環(huán)PI控制具有較快的動態(tài)響應速率,但

4、是卻不能完全消除由負序分量帶來的周期性擾動:而重復控制卻能夠消除周期性擾動,但是它對被控對象模型的準確性要求較高,且動態(tài)響應速率較慢。為此,本文提出了分別在兩相旋轉坐標系與兩相靜止坐標系下進行電壓、電流雙環(huán)控制及重復控制的復合控制算法。
　　 在逆變器數學模型建立及控制器設計的基礎上,基于Simulink對逆變器控制系統(tǒng)進行了模型的搭建與仿真。仿真比較了電壓、電流雙環(huán)控制、重復控制及雙環(huán)控制與重復控制結合控制下逆變器帶不平衡負載