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分布式逆变电源均流控制技术研究

陈忠莹  
【摘要】:多逆变器模块冗余并联运行方式是实现高可靠性、大功率电源系统的优选方案,被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。论文以实际的科研项目为背景,在深入细致地研究国内外逆变电源模块并联控制理论和技术的基础上,设计了一种以数字信号处理器(DSP)为核心构建的逆变电源并联控制系统。 首先分析了逆变电源并联原理和系统的数学模型,并详细探究了并联系统的环流特性;同时,对参考电压、电压反馈系数、输出电压幅值以及直流偏移等因素对环流的影响进行了理论分析并提出了相应的补偿措施,为并联系统控制的设计和实现奠定了理论基础。 其次研究了一种具有多重环流抑制措施的逆变器并联控制策略。通过同步母线实现多个并联逆变器参考指令信号的相位同步,保证输出电压相位一致。利用半个工频周期环流电流的平均值来修正参考电压幅值,用以抑制交流静态环流;将瞬态环流引入电流环以改善动态环流的抑制能力;根据计算环流中存在的直流分量,引入指令信号的直流偏移补偿量,抑制由于输出电压直流偏移引起的直流环流。 在理论分析和仿真研究的基础上,设计制作了由两台1 kW样机组成的逆变器并联系统,采用具有同步母线和均流母线的分布式并联方式,并联的各逆变器模块完全相同,不需要附加额外的控制单元即可实现逆变器并联运行和均流控制。实验结果表明,采用具有多重环流抑制措施的并联控制策略使并联逆变器的静态环流、动态环流和直流环流得到了明显的改善,达到了预期的环流抑制效果。


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