基于交流调节器的400 Hz单相逆变器设计
加入技术交流群
由图3得逆变器的输出传递函数为：
逆变器系统中，根据输出功率、电压幅值和频率选定开关管器件和滤波器后，数学模型中等效参数KPWM，R，L，C，fo可认为是定值，基于实验参数的等效取值Gi(s)=10，KPWM=40，R=0．2 Ω，L=0．7 mH，C=15 μF，fo=400 Hz。由于Gi可与KPWM等效为一个比例环节。因此，Gv应用于逆变器系统需确定ωc，kp和ki这3个参数。
(1)ωc的参数选取实际工程中，通常△ω≤3π。为减小增益的波动，m应尽可能接近于1，设0．9≤m1，由
得ωc≥8．1π rad／s，实验取wc=10π rad／s。(2)kp和ki的参数选取 由式(17)得双环逆变器系统的闭环特征方程：
在稳定域内，当kp的取值较小时，ki的取值范围较大；当kp的取值较大时，ki的取值范围较小。为运用DSP实现调节器的数字化，采用双线性变换对调节器传递函数进行离散化：
实验中采样频率为8 kHz，T=0．125 ms，将调节器的设计参数和采样周期代入式(22)的系数，通过y(n)=[114．8e(n-2)-234e(n-1)+130e(n)-4．08y(n-2)+7．8y(n-1)]／4．11可在DSP中进行编程实现数字化调节器。
4 实验结果及分析
在理论分析和设计的基础上，设计115 V／400 Hz，1．5 kW单相逆变器进行实验验证，采用TMS320LF2407A型DSP芯片进行瞬时值控制并实现数字化的交流调节器，并采用外环为电压环、内环为电流环的双环控制结构，LC滤波电感L=0．7mH，电容C=15μF。实验波形如图4所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/175877.htm
由图4a，b和图4d可见，所设计的逆变器具有良好的输出特性和带载能力；通过图4c与图4d的逆变器带非线性负载的性能对比，验证了交流调节器具有消除稳态误差和快速的动态调节能力。
5 结论
针对PI调节器应用于交流系统无法消除静态误差和动态调节速度慢的问题，将伺服系统中直流调节器转交流调节器的理论应用于逆变器的控制系统，提出了一种新型静态交流调节器，对其实际应用中存在的频带过窄问题进行了分析，并提出了相应的改进措施。再将其应用于逆变器控制系统，详细分析了交流调节器的参数选取问题。通过将其应用于400Hz单相逆变器控制系统，证明了静态交流调节具有消除静态误差和动态调节速度快的优良特性。
评论