PDF《基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法》

1 } ) . ( 7) L和r是由控制后得到的, 因此, 将其定义为虚 拟阻抗.从式( 7) 可知, 调整控制参数 k1 , 只能调整 虚拟阻抗的模值, 不能调整阻抗相角.因此, 需进一 步改变控制结构, 找出可分别调整 L和r的方法. 若将图

5 中控制器的电压 u 用( u + ri) 替代, 则式( 5) 转化为 e* + k1 ( e* - u - ri) = Ldi/dt + ri + u. ( 8)

8 3 电机与控制学报第16 卷 将式( 8) 整理后, 得e* - u =

1 k1 +

1 L di dt + ri. ( 9) 由式( 9) 可知, 只有 L受到调整. 由前面分析可知: 以图

5 所示控制器为基本单 元, 控制器采用两级串联形式, 可实现对 L和r的分 别调整.为此, 设计出结构如图

6 的控制器.其回 路电压方程为 em = Ldi/dt + ri + u, em = e1 + k2 ( e1 - u - ri) , e1 = e* + k1 ( e* - u } ) . ( 10) 图6控制器框图 Fig.

6 Block diagram of controller 将式( 10) 整理后得 e* - u = L ( k1 + 1) ( k2 + 1) di dt +

1 k1 +

1 ri. ( 11) 由式( 11) 可得虚拟阻抗 L=L/[ ( k1 + 1) ( k2 + 1) ] , r=r/( k1 +

1 } ) . ( 12) 设虚拟电感和电阻目标值 L=L* 、 r=r* 将其带 入式( 12) 可求出控制器参数 k1 = r/r* - 1, k2 = Lr* /( L* r) -

1 } . ( 13) 为求控 制器, 将式(13 ) 代入式(10 ) 的

2、

3 式, 得em = L L* e* - L L* ( ) -

1 u - L L* r* - ( ) r i. ( 14) 依据式( 14) , 可将逆变器的虚拟电感和电阻控 制到其目标值.可见, 该方法非常简单, 仅是参数严 格匹配的电压和电流的双闭环控制, 且仅为比例 控制. 2.

2 虚拟阻抗参数的取值与系统性能的关系 解决逆变器输出虚拟阻抗参数的选取问题, 是 设计逆变器控制器的前提.这就需要理清虚拟参数 值与系统稳定性及系统动态和静态指标的关系.这 是采用经典自动控制理论最容易解决的问题. 如将逆变电源从控制系统角度看, 式( 10) 第1式为被控对象, 式( 14) 为控制器.式( 10) 第1式中 的阻抗 L、 r 为客观存在值.式( 14) 中的阻抗值为 L、 r 的辨识值, 在图

7 中用 L ^ 、 r ^ 表示.这是一个双闭 环系统, 图中 iL 为负载电流, 作为扰动信号处理. 图7逆变器控制系统框图 Fig.

7 Block diagram of the control of inverter 首先假定 L ^ = L 和r^=r, 在此条件下对系统进行 分析.由图

7 确定电流环的闭环传递函数 GBi ( s) =

1 L( s + r* /L* ) . ( 15) 由式( 15) 可知, L* 和r* 取值大于零, 电流闭环 就是稳定的.加大 r* /L* 的数值, 会提高电流环的 动态响应速度. 电压环的闭环传递函数 GBu ( s) =

1 /( L* C) s2 + ( r* /L* ) s +

1 /( L* C) . ( 16) 电压环为二阶系统, 将其化作标准形式, 即GBu ( s) = ω

2 n s2 + 2ξω........