基于瞬时功率均分的中频逆变器主从并联控制系统研究

发布时间：2021-02-14 21:49

　　为了满足中频交流供电电源大容量、高可靠性的需求,提出了一种基于瞬时功率均分的逆变器并联主从控制方案。首先,基于三相T型三电平中频并联拓扑搭建单机大容量中频逆变器,采用改进型LCL拓扑抑制系统高频环流、共模电压,并提出瞬时功率均分主从控制策略,实时均分主/从机有功、无功功率减小系统环流;其次,分析并建立了一套完整、可靠的通信系统,以实现功率信息和载波同步信号的稳定、快速传输从而实现主从并联控制;最后,通过Matlab/Simulink对所提方案进行了仿真分析,并搭建125 kW双机并联实验平台,验证该控制系统的可行性。 

【文章来源】：电源学报. 2020,18(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

中频逆变器并联拓扑

对于图1的中频逆变系统，本文采用dq坐标系下基于瞬时功率均分的主从并联控制策略结构，主机采用电容电压外环、电感电流内环双环控制结构，以增强对负载扰动的抑制作用，同时采用直流中点电压均衡控制策略来抑制直流中点电压不平衡。另外主机计算本机输出瞬时功率大小，并通过通讯总线传输至从机，从机根据主机传送的瞬时功率指令，采用瞬时功率外环、电感电流内环的双环控制结构，从而实时均分主/从机瞬时功率，并抑制中点电压不平衡。其总体控制框图如图2所示。2.1 主逆变器控制策略

为实现交流输出电压的稳定带载运行，并满足一定的性能要求，主逆变器采用了交流输出电压闭环控制策略。本文采用了基于电容电压外环，桥臂电感电流内环的dq矢量控制策略，其控制框图如图3所示。其中，dq系统所采用的角度θ0是系统中自设定的旋转参考矢量，其旋转角频率ω0（ω0=800πrad/s）为400 Hz对应的角频率。并设定d轴为系统有功轴，q轴为无功轴，且q轴超前d轴90°。由图3可得，在dq坐标系下，根据电容电压UC1a、UC1b、UC1c的dq轴变量UC11d、UC11q和给定的输出滤波电容的参考电压U*C11d、U*C11q进行PI闭环控制，得到电感电流指令信号I*L11d、I*L11q，并与电感电流IL11a、IL11b、IL11c的dq轴变量IL11d和IL11q进行PI闭环控制，最终得到开关管的调制信号U*d1和U*q1。其控制方程为

【参考文献】：
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本文编号：3033917