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无输出隔离变压器的逆变器并联系统研究

陈良亮  
【摘要】:本文主要致力于无输出隔离变压器的逆变器并联系统环流特性及其并联控制技术的研究。在分析和总结逆变器并联控制技术的原理及其研究现状的基础上,本文主要对无输出隔离变压器的逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法、双闭环控制逆变器并联系统环流特性及其并联控制方法、单闭环控制 SPWM逆变器外特性及其并联系统环流特性等问题进行了的研究。 对于逆变器并联系统,各并联模块输出电压幅值和相位等参数不一致会产生不经过负载的环流,降低了并联系统的可靠性。本文针对前人提出的利用电感抑制环流的缺点,研究了一种新的基于耦合电感的逆变器并联系统环流抑制方法。这种方法适用于具有任意n 个模块的逆变器并联系统,能够更有效的抑制环流(相对普通电感)并且不影响并联系统的稳态电压精度。 对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统,各并联模块输出电压直流分量不一致会产生直流环流。本文讨论了双闭环控制逆变器输出电压直流分量产生原因,分析了逆变器输出电压直流分量检测与高精度数字调节方法。介绍了逆变器等效直流内阻的概念及其计算方法,研究了双闭环控制逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法。 本文通过双闭环控制逆变器闭环传递函数求解出其等效输出阻抗的表达式,得到了基于等效输出阻抗的双闭环控制逆变器及其并联系统模型。根据上述模型,分析了主电路和控制电路参数对双闭环控制逆变器外特性的影响,从等效输出阻抗的角度对逆变器并联系统各并联模块输出电压存在幅值差和相位差时的环流特性进行了仿真和实验研究。 根据双闭环控制逆变器并联系统环流特性,提出了一种新的基于有功和无功功率的逆变器并联控制方案并进行了仿真和实验验证。根据传统的基于频率电压下垂特性并联控制方案的不足,提出了一种新的适用于双闭环控制逆变器并联系统的基于频率电压下垂特性的并联控制方案。 研究了逆变桥臂控制信号死区时间对采用瞬时输出电压反馈控制技术的SPWM 逆变器(单闭环控制 SPWM 逆变器)外特性及其并联系统环流特性的影响。分析了控制死区和开关死区时间造成的谐波电压的性质,建立了考虑死区时的闭环控制 SPWM 逆变器线性化模型,对不同电压调节器和死区时间以及不同负载时的SPWM 逆变器外特性进行了研究。最后讨论了死区时间对 SPWM 逆变器并联系统环流特性的影响。


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