两种典型控制方法在逆变器控制器中的比较

表1 系数定义

从上面的控制框图中可以看出，电感电流反馈和电容电流反馈的控制差别只在于电流反馈的路径不同。控制环的结构是相同的，这样在设计闭环参数时，可以使用相同的设计方法，因此，从反馈参数的设计上讲，两种控制方式的设计方法可以完全相同，只是参数的量值有所变化。

控制器参数的设计要使得系统在低频区域有很大的放大倍数，以提高系统的稳态性能；中频段的斜率不能太大，也不能太小。而且中频段要有一定的宽度，这样系统的相位余度较大。系统的穿越频率越高，系统的响应速度越快，但是太高会引入高频干扰。高频段的设计要求随着频率的增加，控制器的幅频特性迅速减小，以提高系统的抗干扰能力。

2 两种反馈控制方式的实验结果

依据前面所述的控制原理，设计了一个额定输出功率800VA，输出电压115V正弦波，输出频率400Hz的逆变器。在这个逆变器中，分别进行了电感电流反馈和电容电流反馈两种馈两种方式控制方式的比较，用来说明两种控制方式的特点。

为了对比需要，本文所有电感电流反馈实验中的参数相同。同样，所有电容电流反馈实验中的控制参数也相同。图4～图9是线性负载时的实验波形，图10～图13是整流桥负载时的实验波形。从图4～图7可以看出两种控制方式下的空载输出电压和满载输出电压波形THD基本相同。由于电容电流是输出电压的微分，对输出电压的变化有预测作用，动态响应速度应该很快。而电感电流反馈的电流也包含了电容电流，因此，也有较快的响应速度。从图8和图9可以看出，电容电流反馈和电感电流反馈时逆变器的切换时间和超调基本相同。从图10～图13可以看出，对于整流桥负载，电容电流反馈控制时输出电压要比电感电流控制时输出电压波形质量好很多。图13中输出电压的THD为7％。适当改变控制参数，图13中的THD可以减小。由于电容电流是输出电压的微分，对负载电流的突变非常敏感，能在输出电压畸变之前作出校正。因此，如上面实验波形所示，电容电流反馈时逆变器输出电压的波形质量比电感电流反馈时的输出电压的波形质量好得多。电感电流反馈可以根据系统的要求，使用和稳态时相同的参数来实现自动限流保护，效果如图14所示。和电感电流反馈不同的是，稳态时电容电流不能反映负载的大小，因此，电容电流反馈不能直接依靠和稳态时相同的反馈参数来实现限流保护，如果要实现限流保护，需要采用其他方法[3]。

图4 电容电流反馈线性负载空载输出电压实验波形THD=0.8％

图5 电感电流反馈线性负载空载输出电压实验波形THD=0.9％

图6 电容电流反馈线性负载满载输出电压实验波形THD=1.2％

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