SPWM變頻電源雙閉環(huán)控制的設(shè)計和研究
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在目前逆變電源的控制技術(shù)中，滯環(huán)控制技術(shù)和SPWM控制技術(shù)是變頻電源中比較常用的兩種控制方法。滯環(huán)控制技術(shù)開關(guān)頻率不固定，濾波器較難設(shè)計，且控制復雜，難以實現(xiàn)；SPWM控制技術(shù)開關(guān)頻率固定，濾波器設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)控制。當二者采用電壓電流瞬時值雙閉環(huán)反饋的控制策略時，均能夠輸出高質(zhì)量的正弦波，且系統(tǒng)擁有良好的動態(tài)性能。
對于SPWM變頻電源，采用電壓電流瞬時值雙閉環(huán)反饋的控制策略，工程中參數(shù)設(shè)計往往采用試湊法，工作繁瑣，誤差較大。本文詳細介紹了SPWM變頻電源主要的控制參數(shù)設(shè)計準則和方法，對于快捷、準確地選擇合適的閉環(huán)參數(shù)，有很大的實踐應用價值。
2 系統(tǒng)簡介
圖1為系統(tǒng)構(gòu)成簡化圖，該系統(tǒng)由主電路和控制電路兩部分組成。逆變電源主電路采用以IGBT為開關(guān)器件的單相逆變電路, 采用全橋電路結(jié)構(gòu)，經(jīng)過LC低通濾波器，濾去高頻成分，在濾波電容兩端獲得相應頻率的光滑的正弦波。
虛線框包括的是控制電路，電壓電流瞬時值雙閉環(huán)反饋控制是由輸出濾波電感電流和輸出濾波電容電壓反饋構(gòu)成的。其外環(huán)為輸出電壓反饋，電壓調(diào)節(jié)器一般采用PI形式。電壓外環(huán)對輸出電壓的瞬時誤差給出調(diào)節(jié)信號，該信號經(jīng)PI調(diào)節(jié)后作為內(nèi)環(huán)給定；電感電流反饋構(gòu)成內(nèi)環(huán)，電流環(huán)設(shè)計為電流跟隨器。電流內(nèi)環(huán)由電感電流瞬時值與電流給定比較產(chǎn)生誤差信號，與三角形載波比較后產(chǎn)生SPWM信號，通過驅(qū)動電路來控制功率器件，保證輸出電壓的穩(wěn)定，形成典型的雙環(huán)控制。
在實際應用中采用電流內(nèi)環(huán)之外還設(shè)置電壓外環(huán)的目的除了降低輸出電壓的THD外，還在于對不同負載實現(xiàn)給定電流幅值的自動控制。
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