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单级四象限高频链逆变器并联控制

许凤霞  
【摘要】:用电设备对供电电源电压质量和整个供电系统可靠性要求越来越高。多台逆变器并联运行可实现大容量和冗余供电,提高供电系统的灵活性和可靠性,因此逆变器并联控制被认为是当今逆变器技术的重要发展方向之一,同时数字化控制是今后发展的潮流。 本文主要研究单级四象限高频链逆变器及其并联控制技术,并通过DSPTMS320LF2407A实现其控制的数字化。在所提出的逆变器并联控制策略下各并联模块间只有数据连线,无模拟连线,环流抑制效果较好。 首先对单级四象限高频链逆变器及其控制进行研究,在分析和借鉴已有的控制方法基础上,采用了带前馈的电压电流双闭环控制方法,并推导了在此控制方法下单台逆变器的数学模型。 其次,分析了单级四象限高频链逆变器并联系统的数学模型,并推导其环流特性和功率特性,得到了逆变器输出电压幅值、相位与逆变器输出有功、无功功率的关系,并得出了调节电压的幅值和相位实现均流控制的结论。 在以上理论分析并借鉴已有并联控制方案的基础上,本文采用争主同步控制和基于CAN(Controller Area Network)总线的均流控制并联方案。该方案中逆变器无主从之分,算法简单,均流效果好,可实现N+1冗余,仿真结果论证了方案的可行性。 最后,本文构建了三台逆变器构成的并联系统,以进一步验证该方案。设计了以DSP为核心的控制单元硬件电路,编写了逆变器并联运行的程序。在3 kW并联试验平台上进行了逆变器并联实验研究,结果表明该方案能较好的实现并联控制。


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