一種專用三相逆變電源控制系統(tǒng)研究.pdf

1、三相逆變器作為交流電源的主要部分,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、能源、交通、運輸?shù)阮I(lǐng)域。本課題研究的三相逆變電源主要應(yīng)用于船舶的供電系統(tǒng),為汽輪發(fā)電機組交流電動輔油泵和柴油發(fā)電機組電動泵提供可靠不間斷的三相交流電,能夠適應(yīng)負(fù)載直接啟動、恒壓頻比啟動等操作。當(dāng)船電正常時,船電經(jīng)過整流濾波后通過Boost升壓電路為逆變電路提供直流電,當(dāng)船電故障時,由蓄電池經(jīng)過升壓電路為逆變電路提供直流電。在兩種輸入電壓切換以及負(fù)載直接啟動時,仍然要保證逆變電路直流母

2、線電壓穩(wěn)定,因此Boost電路在不同輸入電壓以及負(fù)載突變時,必須有良好的動態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能,同時逆變電路也必須具有良好的帶載能力和較好的動態(tài)性能,以保證汽輪發(fā)電機組柴油發(fā)電機組可靠正常工作。因此該專用逆變電源的研究有著非常重要的實際意義。
　　本文在建立BOOST電路單閉環(huán)和雙閉環(huán)(電容瞬時電壓外環(huán)和電感電流內(nèi)環(huán))的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,討論并分析了右半平面零點對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,指出普通PI電壓單閉環(huán)控制器受右半平面零點影響大、動

3、態(tài)響應(yīng)慢的問題?；诖?本文采用雙極點雙零點補償網(wǎng)絡(luò)來減小右半平面零點的影響,以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。此外,分析了單電壓閉環(huán)控制器對輸入電壓響應(yīng)慢而導(dǎo)致輸出電壓波動大的缺限及原因,在此基礎(chǔ)上,引入輸入電壓前饋,改善輸入電壓波動對輸出電壓的影響。同時,本文還設(shè)計了電容電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制器,并且分別在單閉環(huán)和雙閉環(huán)控制方式下,對Boost電路帶不同負(fù)載時的動態(tài)性能進(jìn)行了計算機仿真分析。
　　本文推導(dǎo)了三相逆變器在

4、abc坐標(biāo)系、αβ坐標(biāo)系以及dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。為了實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)基波無靜差控制,本文采用基于dq坐標(biāo)系下電感電流內(nèi)環(huán)和電容電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制方式,電流環(huán)采用P控制器,電壓外環(huán)采用普通的PI控制器,并分析了系統(tǒng)的動態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能。最后進(jìn)行了實驗驗證。
　　針對逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的切換,本文對數(shù)字鎖相環(huán)進(jìn)行了研究,介紹了軟件鎖相在DSP中實現(xiàn)的兩種方式。在建立單dq變換鎖相環(huán)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用滯后補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了環(huán)路濾