采用電感電流內(nèi)環(huán)的單相逆變器設(shè)計
雙環(huán)控制系統(tǒng)的控制器參數(shù)可以按常規(guī)方法設(shè)計,但需考慮兩個調(diào)節(jié)器之間的響應(yīng)速度、頻帶寬度的相互影響與協(xié)調(diào)。由于控制器設(shè)計步驟比較復雜,因此還需要反復試驗驗證;而采用極點配置方法則可以大大簡化設(shè)計過程,同時能滿足高性能指標要求,因此,這種設(shè)計方法具有明顯的優(yōu)越性。本文采用的是基于極點配置的逆變器系統(tǒng)控制器的設(shè)計方案,這種控制器設(shè)計方法簡潔明了,參數(shù)計算容易,而且與性能指標之間有直接的量化關(guān)系,可以實現(xiàn)優(yōu)良的動、靜態(tài)特性。此外,為了使系統(tǒng)超調(diào)更小,響應(yīng)更快,首先應(yīng)該要求預期系統(tǒng)特征方程可以寫成如下的形式:
其次,應(yīng)該取ξ=0.7,以使得系統(tǒng)具有最小的超調(diào)量。之后,再依據(jù)對調(diào)節(jié)時間的設(shè)計要求,便可以確定ωn的合適取值,一般取ωn略小于諧振頻率的值。這樣,將ξ和ωn代入(6)式后,就可得出系統(tǒng)的預期特征方程,然后比較方程系數(shù),就可得到系統(tǒng)的參數(shù)值。
3 單臺逆變器的仿真
圖3所示是在PSIM下構(gòu)建的逆變器仿真模型。該模型主要有三部分:主電路、控制器和PWM脈沖生成模塊。其中控制器用于實現(xiàn)電壓電流雙環(huán)控制,為產(chǎn)生PWM脈沖提供調(diào)制信號;PWM脈沖生成模塊采用雙極性調(diào)制方式。根據(jù)整個系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程,并綜合考慮系統(tǒng)的控制要求,再通過選取阻尼比和自然角頻率,就可以得到系統(tǒng)控制器的參數(shù)。考慮到單相全橋逆變器系統(tǒng)控制的性能要求,在此基礎(chǔ)上所確定的最終系統(tǒng)仿真參數(shù)如下:
直流母線電壓:Ud=200 V;
額定輸出電壓:Uo=110V;
額定輸出電壓頻率:f=50 Hz;
額定輸出功率:S=1 kVA;
開關(guān)頻率:fc=20 kHz;
濾波電感:L=0.5 mH;
濾波電容:C=10μF;
K2P=3.14,K1P=6.4,Kli=20096,Kv=0.0128,KL=0.1。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/162248.htm
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