基于无差拍电流内环的逆变控制算法研究.pdf

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1、《电气开关》(2015．No．5)77文章编号：1004—289X(2015)05—0077—04基于无差拍电流内环的逆变控制算法研究江彦伟，蔡逢煌(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：研究了一种基于电感电流无差拍内环的电压电流双闭环单相逆变控制算法。通过电感电流无差拍内环控制用来实现输出输入电压与电流内环的解耦，提高了内环的跟踪速度。在离散域下分析了无差拍模型电感参数匹配范围，针对数字控制延时降低了模型电感参数匹配范围并引起系统稳定裕度变小的的问题，提出了改进型的无差拍电流内环控制，提高了系统的稳定

2、裕度，最后通过仿真和实验证明了该控制算法的可行性和优越性。关键词：双环控制；无差拍控制；控制延时中图分类号：TM921文献标识码：BResearchonControlAlgorithmBasedonDeadbeatCurrentInner-LoopforInvertersJIANGYan—wei，CAIFeng—huang(FuzhouUniversity，Fuzhou350108China)Abstract：Thispaperproposesaninstantaneousdual—loopcontrolalgorithm

3、basedondeadbeatcurrentinner-loopforsinglephaseoff-gridinverters．Thedeadbeatcontrolofinductorcurentisadoptedtoeliminateorweakenthedisturbanceinducedbytheoutandinputvoltage．improvingthetrackingspeedofinner-loop．Byapplyingthez—transformationtech—nique，thestabilitymar

4、ginandthematchingrangebetweenthedeadbeatmodelinductanceandactualinductanceisprovedtobereducedwhenthecontroldelayexists．Tosolvetheproblem，animproveddeadbeatcontrolalgorithmispro-posed．Finally，thevalidityoftheproposedalgorithmisdemonstratedbymeansofsimulationandexpe

5、rimentalresultsfromasingle—phaseinverter．Keywords：dua1．1oopcontrol；deadbeatcurrentcontrol；controldelay减小控制器增益可以避免控制延时造成的系统不稳1引言定，但是控制增益的减小会降低系统带宽，从而降低输近年来，电压电流双闭环数字控制方案广泛应用出电压波形质量和系统的动态性能。为此本文提出了于逆变输出电压波形的控制当中_1-3]。双环控制通过一种基于改进型无差拍电流内环的双环控制算法以消电流内环增加系统的带宽，使逆变器具有较快

6、的响应除控制延时对系统造成的影响。速度和较好的稳态性能。无差拍控制是一种基于电路2控制模型分析模型的数字控制方案，其具有极佳的动态性能J。本文将电感电流无差拍控制应用于逆变器的电流内环本文以单相全桥逆变器为控制对象，如图1所示。控制中可实现输出和输入电压与电流内环的解耦，提其中r为滤波电感和线路等效串联电阻、开关管压降高逆变器的动态性能，降低输出电压谐波含量，同时由和死区效应等。本文采用单极性混合驱动控制模式，于内环参数无需设计，简化了控制系统的设计过程。输出电压为正半周时，S4导通，s3关断，s1进行SP—在数字控制中，

7、由于采样延时和计算延时的存在，WM调制，s2与s1高频互补；输出电压为负半周时，对整个控制环的稳定性造成影响。文献[3]指出通过s2导通，s1关断，s3进行SPWM调制，S4与s3高频互补。基金项目：福建省自然科学基金资助项目(2013J01178)78《电气开关》(2015．No．5)换得到。一控制环节物理环节图2离散域下的无差拍电流内环控制框图在不考虑数字控制延时即图中虚线框时，由图图1全桥逆变电路拓扑2易得内环电感电流对给定的闭环传递函数为：2．1电感电流无差拍内环(5)由图1所示逆变电路，忽略r后可得：r[k]=(

8、iL[k+1]一i[k])·+t)。[k](1)取不同的Lm值代人式(5)，可得其在内环系统稳』定条件下的根轨迹如图3(a)，当模型电感小于实际电[k]=d[k]·i[k](2)感时，系统极点都在单位圆内，当模型电感大于实际电式中[k]一第k时刻AB两端电压平均值；感时，允许有50％的偏离。i[k]一第