SPWM變頻電源雙閉環(huán)控制的設(shè)計(jì)和研究
在目前逆變電源的控制技術(shù)中,滯環(huán)控制技術(shù)和SPWM控制技術(shù)是變頻電源中比較常用的兩種控制方法。滯環(huán)控制技術(shù)開關(guān)頻率不固定,濾波器較難設(shè)計(jì),且控制復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn);SPWM控制技術(shù)開關(guān)頻率固定,濾波器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)二者采用電壓電流瞬時(shí)值雙閉環(huán)反饋的控制策略時(shí),均能夠輸出高質(zhì)量的正弦波,且系統(tǒng)擁有良好的動(dòng)態(tài)性能。
對(duì)于SPWM變頻電源,采用電壓電流瞬時(shí)值雙閉環(huán)反饋的控制策略,工程中參數(shù)設(shè)計(jì)往往采用試湊法,工作繁瑣,誤差較大。本文詳細(xì)介紹了SPWM變頻電源主要的控制參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和方法,對(duì)于快捷、準(zhǔn)確地選擇合適的閉環(huán)參數(shù),有很大的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。
2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
圖1為系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)化圖,該系統(tǒng)由主電路和控制電路兩部分組成。逆變電源主電路采用以IGBT為開關(guān)器件的單相逆變電路, 采用全橋電路結(jié)構(gòu),經(jīng)過LC低通濾波器,濾去高頻成分,在濾波電容兩端獲得相應(yīng)頻率的光滑的正弦波。
虛線框包括的是控制電路,電壓電流瞬時(shí)值雙閉環(huán)反饋控制是由輸出濾波電感電流和輸出濾波電容電壓反饋構(gòu)成的。其外環(huán)為輸出電壓反饋,電壓調(diào)節(jié)器一般采用PI形式。電壓外環(huán)對(duì)輸出電壓的瞬時(shí)誤差給出調(diào)節(jié)信號(hào),該信號(hào)經(jīng)PI調(diào)節(jié)后作為內(nèi)環(huán)給定;電感電流反饋構(gòu)成內(nèi)環(huán),電流環(huán)設(shè)計(jì)為電流跟隨器。電流內(nèi)環(huán)由電感電流瞬時(shí)值與電流給定比較產(chǎn)生誤差信號(hào),與三角形載波比較后產(chǎn)生SPWM信號(hào),通過驅(qū)動(dòng)電路來控制功率器件,保證輸出電壓的穩(wěn)定,形成典型的雙環(huán)控制。
在實(shí)際應(yīng)用中采用電流內(nèi)環(huán)之外還設(shè)置電壓外環(huán)的目的除了降低輸出電壓的THD外,還在于對(duì)不同負(fù)載實(shí)現(xiàn)給定電流幅值的自動(dòng)控制。
評(píng)論