逆变器的两种电流型控制方式
③若if升至ig+h,则CMP3翻转为1、将RS3清零,S4关断,负载通过D2、D3续流,UAB为-E,iL按式(3)下降至开关周期结束。if的峰值不大于ig+h
M2=diL/dt=-(E+U0)/L(3)
(2)ig负半周,即ig 比较器CMP1输出低电平,S4一直关断。
时钟信号CLK的上升沿将触发器RS2清0,S2、S3导通,S1关断,UAB为-E,iL按式(3)下降。
当iL降至if时RS2翻转,S2关断、S1导通,UAB为0,iL按式(2)变化:若U0,则iL上升至开关周期结束;而若U0>0,则iL继续下降,此时也可能出现三种情况:
①if下降率小于ig,则if相对于ig上升至开关周期结束;
②if下降率略大于ig,开关周期结束时if小于ig而大于ig-h,则下一个开关周期仍保持该状态(UAB为0);
③若if降至ig-h,则CMP4翻转为1,RS3清零,S3关断,负载通过D1、D4续流,UAB为+E,iL按式(1)上升至开关周期结束。|if|的峰值不大于|ig-h|,即|ig|+h。
可见,这也是一种三态工作方式:iL与U0同相时,逆变器工作在PWM方式,在1状态和0状态(或-1状态和0状态)间转换;二者反相时,滞环才起作用,它使逆变器在1,0和-1三种状态间转换。
图2电流型准PWM
3静态性能的比较
以某逆变器为例,分析和比较上述两种控制方式下的动态和静态性能。电路参数:E=180VDC,L=1mH,C=20μF;调制频率为f;输出:U0=115VAC、fo=400Hz;额定负载:1kVA电流和电压反馈系数分别为04167和025;电压调节器为PI型:放大倍数Ap=135,时间常数τ1=027ms;
表1为不同负载和不同调制频率下U0与基准电压Ur的静态误差和U0的THD。
表1不同控制方式下的稳态性能的比较
1.f=20kHz | 静差(%) | THD(%) | ||
---|---|---|---|---|
PWM | 滞环 | PWM | 滞环 | |
空载 | 1.02 | 1.02 | 3.8 | 2.8 |
阻性满载 | 0.97 | 0.97 | 2.6 | 2.0 |
感性满载(cosφ=0.7) | 0.9 | 0.94 | 11.2 | 3.5 |
整流性负载 | 1.02 | 1.01 | 3.2 | 3.7 |
2.f=30kHz | 静差(%) | THD(%) | ||
PWM | 滞环 | PWM | 滞环 | |
空载 | 1.02 | 1.02 | 0.73 | 0.7 |
阻性满载 | 0.98 | 0.98 | 1.1 | 0.77 |
感性满载(cosφ=0.7) | 0.94 | 0.95 | 2.0 | 1.4 |
整流性负载 | 1.02 | 1.02 | 2.8 | 3.0 |
3.f=30kHz | 静差(%) | THD(%) | ||
PWM | 滞环 | PWM | 滞环 | |
空载 | 1.03 | 1.02 | 0.5 | 0.24 |
阻性满载 | 0.98 | 0.98 | 0.33 | 0.26 |
感性满载(cosφ=0.7) | 0.95 | 0.95 | 0.68 | 0.41 |
整流性负载 | 1.02 | 1.03 | 1.9 | 2.2 |
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