三相功率变换器

1、逆变器并网电流环控制1连接电抗器设计Vdc图1并网逆变器主电路图并网逆变器主电路图如图1所示。滤波电感参数的计算过程如下：假设在tk时刻起始的一个开关周期内数值近似保持不变为 Uk,电感电流平均值为iLk,电流纹波增加量为%+和减小量AIl-相等，均为AIl ,桥式逆变电路输出 电压波形为Ui,占空比为D,直流电压为Vdc,开关周期为Ts,则tk即刻起始的一个开关周期内逆变器电压和电感电流波形如图2所示。图2逆变器电压和电感电流波形由图可知，当 tkttk + DTs 时 出l+= M Vdc-Uk DTs 当 tk+DTsttk+Ts 时, LUk门L-二 L (1 -D)Ts0化简得：M

2、UdcUk 丁DTs = TsLLM VdcM Vdc2.IlD(1-D)Ts(D-D)Ts当占空比D=0.5时且Vdc最大时，山达到最大 则M Vdc max TsI L max 二4LM Vdc maxT sL _4 | L max在本设计中取直流侧输入电压最大值Vdc maxc max900V; fs=10KHz; Io=7.58A;lLmax=15%MIo=1.61A; L=6.89mH ; L=7mH。2电流环设计与仿真同步旋转坐标系下，逆变器的交流侧电压表达式为,didVd - -L - Ugd -iq dtdiqVqU9q d考虑到需要对逆变器的有功无功进行解耦控制，因此在本设计

3、中采用基于d 轴电网电压定向的控制策略，则逆变器交流侧电压表达式可变为Vd = -L 也 Ugdiqdt 9 qVq带解耦的电流闭环控制框图如图 流间的解耦控制。diq.-L - - iddt3所示。可通过电流状态反馈来实现两轴电电流环的参数计算考虑主电路部分d轴电流解耦后的传递函数和q轴电流的控制框图如图4所示| drA 1/sL图4dq轴电流控制框图则d轴电流和q轴电流的传递函数分别为Gd s =KpsK|Kpwm_2LTs LsGq s =Kps K|K pwm_2LTs Ls三相逆变桥可等效为惯性环节，在采用 SPWM的调制方式时，KpWM = g，惯性环节的时间常数T为开关周期。本设

4、计中开关频率 fs=10KHz, T=0,0001o PI调节器的零点设置为fz=50Hz,穿越频率fc=50Hz,穿越频率处的增益为1,故可得Ki=2nKpKps+Kifc =100 二KpwmLfTs2 + Lfs=1得 Kp=0.0064; Ki=2.0156。仿真设计控制部分锁相环图6控制器结构图FnziT图7电流环控制框图图8锁相环控制框图采用SPWM时的仿真结果图如下：仿真条件：直流母线电压设置为 580V, d轴电流给定值为0; 2s时给定为1; 4秒时给定为 0.5。Kp=0.8, Ki=23。不采用过调制时的仿真如图9所示。(a)电压电流波形(b) d轴电流跟踪效果图司INIJ(c) q轴电流跟踪效果图2J5(d)调制比波形图仿真条件：直流母线电压设置为 900V, d轴电流给定值为0; 2s时给定为1; 4 秒时给定为0.5。(a)电压电流波形(b) d轴电流跟踪图(c) q轴电流跟踪效果图(d)调制比波形图采用SVPWM仿真结果：580V(a)电压流波形(b) d轴电流跟踪效果图(c) q轴电流跟踪效果图900V(a)电压电流波形图(b) d轴电流跟踪效果图根据以上仿真结果可得， 将电感值减小进行仿真。现将电感值减小为6Mh 直流母线电压580V(c) d轴电流跟踪效果图当电感值为14Mh时的控