兩級式電流滯環(huán)控制逆變器的研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、逆變器的應(yīng)用越來越廣泛,因此對逆變器的要求也越來越高,不僅要求逆變器能可靠的工作,而且要求逆變器實現(xiàn)高功率密度,高效率及對負(fù)載的快速響應(yīng)。本文研究了兩級式電流滯環(huán)控制逆變器并對其優(yōu)化設(shè)計,其電路拓?fù)溆汕凹壗诲e并聯(lián)雙管正激DC/DC直流變換器與后級電流滯環(huán)控制逆變橋級聯(lián)而成。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴分析比較幾種常見的DC/DC電路,選擇交錯并聯(lián)雙管正激DC/DC電路作為兩級式電流滯環(huán)控制逆變器的前級部分；深入分析了交錯并聯(lián)雙管

2、正激DC/DC直流變換器的工作原理,并進(jìn)行了仿真研究；通過分析其控制策略與控制電路的原理,經(jīng)過比較變換器的效率及對后級元器件選擇的影響,討論了其作為逆變器的前級部分是采用開環(huán)控制還是閉環(huán)反饋控制。詳細(xì)介紹了交錯并聯(lián)雙管正激DC/DC變換器主電路參數(shù)的選取與設(shè)計方法。
　　 ⑵后級逆變橋采用電流滯環(huán)控制,其電流內(nèi)環(huán)具有較強(qiáng)的非線性,可以將輸出濾波電感、電容組成的LC濾波器二階振蕩環(huán)節(jié)降為一階環(huán)節(jié),從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其電壓外環(huán)提

3、高了逆變器的輸出電壓精度和系統(tǒng)的動態(tài)性能。通過對逆變橋的穩(wěn)態(tài)仿真與動態(tài)仿真,其仿真波形表明逆變橋的輸出電壓失真度低,動態(tài)響應(yīng)速度快,且能適應(yīng)各種負(fù)載；當(dāng)負(fù)載或輸入電壓突變時,逆變橋的輸出電壓基本上不受影響。
　　 ⑶電流滯環(huán)控制參數(shù)的選擇對電路有較大的影響。滯環(huán)寬度△I的選擇將影響到輸出電壓的波形質(zhì)量、逆變橋開關(guān)管的開關(guān)頻率、電感電流的脈動及系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度等。逆變器除了要求高效率、高功率密度外,還要有快速動態(tài)響應(yīng)性能和低的輸

4、出紋波電壓,這與濾波器的設(shè)計密切相關(guān)。因此濾波電感的設(shè)計在保證輸出電壓的波形質(zhì)量的基礎(chǔ)上,綜合考慮系統(tǒng)的動態(tài)特性、負(fù)載的調(diào)整率、體積重量以及音頻噪聲等因素對其進(jìn)行優(yōu)化。詳細(xì)介紹了主電路器件的選擇準(zhǔn)則與設(shè)計方法。
　　 ⑷在同一個實驗平臺上研制與優(yōu)化設(shè)計了兩臺1 kVA兩級式電流滯環(huán)控制逆變器原理樣機(jī):①220V±10％DC/115V50HzAC；②220V±10％DC/220V50HzAC。通過兩臺原理樣機(jī)的性能比較,討論了負(fù)載