三相逆变器控制设计文献综述

 2023-08-10 15:58:36

文献综述(或调研报告):

本毕业设计主要有关三个方面的内容:(1)PWM(SPWM、SVPWM)调制的设计。(2)滤波器的选择和设计。(3)电压控制的设计。

1、PWM(SPWM、SVPWM)调制的设计。

SPWM是通过平滑的正弦波调制信号与高频三角波载波相比较得到PWM通断信号,二者交汇点确定逆变器的通断时刻,从而产生正弦波,但这种调制方式会产生高次谐波,对于电机控制十分不利。基于SVPWM方式的逆变技术具有转矩波动小,易于数字化编程实现、直流电压的利用率高等优点,目前在逆变器控制中得到了广泛地使用。文献[2]介绍了SVPWM的原理和实现方法,并将其用于逆变器的开关控制,进行了仿真实验研究。

2、滤波器的选择和设计。

由于PWM调制本身的特性决定着逆变器的输出电压中含有较多的高次谐波分量 , 因而必须通过滤波器来减小谐波含量。常用的滤波器有L型滤波器、LC滤波器、LCL型滤波器等。

一般的 PWM逆变器采用 LC低通滤波器 ,对于 LC滤波器的设计,首先考虑滤波器的截止频 率, 这样可以消除逆变器输出电压中高于截止频率的大多数低次谐波 。文献[1]从滤波器无功容量的角度来设计LC滤波器,在分析滤波器对输出性能的影响上,提出了一种新的LC滤波器设计方法。

LCL 型滤波器相比传统的 L型滤波器,在达到同样的滤波效果时,需要的电感量更小,对高频谐波的抑制也更为有效,但是 LCL 型滤波器本身存在谐振问题,会导致系统不稳定。因此,在带 LCL滤波器的并网逆变器系统中,控制器设计的好坏对系统稳定可靠运行、获得高质量并网电流都意义重大。文献[4] 针对带 LCL 滤波器的三相并网逆变器的具体拓扑结构,建立了dq同步旋转坐标系下的数学模型。采用反馈滤波电容电流和网侧并网电流的双 闭环解耦控制策略,滤波电容电流内环采用比例 (P)控制,电网侧并网电流外环采用比例积分(PI) 控制。研究基于期望频率特性的双闭环控制器设计方法,精确地计算出控制器参数,在保证系统性能的同时使系统获得一定的鲁棒性,并对系统的稳定性进行了分析。

3、电压控制的设计

常见电压控制方法一般可分为 2 大类:线性电压控制方法和非线性电压控制方法。常见的非线性控制方法主要包括滞环控制、单周控制等;线性控制方法主要包括比例–积分(proportional-integral, PI)控制、比例谐振(proportional resonant,PR)控制、滑模控制、重复控制、无差拍控制、预测控制等。

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