王怀宝 冯利臻 吴宇

中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1673-0992(2009)12-047-01

摘要:对采用无连线控制方案控制的逆变电源并联系统分两逆变器输出电压反馈系数存在差异和电感电流反馈系数存在差异两种情况讨论分析逆变电源并联系统反馈系数差异对环流的影响。

关键词:逆变电源;反馈系数差异;环流

逆变电源的并联运行,一般应满足三个基本要求[1,2]:首先电源系统中各模块承受的电流能自动平衡,实现均流;其次为提高系统的可靠性,应尽量可能不增加外部均流措施,并使均流与冗余技术相结合;最后当输入电压或负载电流发生变化时,应保持很好的均流瞬态响应特性[3,4]。

一、反馈系数差异对环流的影响分析

理论上分析,如果各逆变器模块中相应硬件完全相同,则可实现任意并联模块的自动均流。然而实际系统中尽管器件选取同样型号,仍不可能达到参数完全相同的目的。为了分析反馈系数差异对环流的影响,本系统中各并联模块的参数除了电压、电流反馈系数外,其他参数都是完全一样的。

1.两逆变器输出电压反馈系数存在差异情况下环流影响分析

在进行仿真分析前先令逆变器2的输出电压反馈系数为单台仿真时的常用值0.03125,减小逆变器1的反馈系数从左到右依次为0.031,0.03075,0.03105。则两逆变器输出电压反馈系数存在差异时的输出电流如图1所示。

(a)反馈系数差0.031, (b)反馈系数0.03075,(c)反馈系数0.0305

(a)feedback coef is 0.031 (b)feedback coef is 0.03075 (c)feedback coef is 0.0305

图1存在电压反馈系数差时系统输出电流波形

Fig. 1 Waveforms of system output current with voltage feedback coef difference

从图1中可以看出,当两逆变器输出电压反馈系数存在差异的时候,两逆变器输出电流的变化与两逆变器输出电压存在幅值差的情况相似,这是因为反馈系数只是输出电压的一个比例系数,并不影响输出电压的相位,在两逆变器参考电压相同的情况下,反馈系数大的反馈回去的电压幅值就大,导致输出电压变小,输出电流也就变小;反馈系数小的逆变器,输出的电流大。在逆变器2反馈系数保持不变,逐渐减小逆变器1的反馈系数,则逆变器1的输出电流逐渐增大,逆变器2的输出电流逐渐减小。

由于电压反馈系数是传感器本身固有的属性,不可能做到完全相同并且受环境、温度等条件的影响,它们之间的差值也会在小范围内变化,这些都是客观存在的因素。有效减小电压反馈系数的差异就能缩小并联逆变器之间输出电压的差异在选择传感器参数一致的前提下,可以通过软件补偿来保证反馈系数相同。

2.2 两逆变器电感电流反馈系数存在差异情况下环流影响分析

在进行仿真分析前先令逆变器2的电感电流反馈系数为单台仿真时的常用值0.0268,减小逆变器1的反馈系数从左到右依次为0.025,0.0225,0.02。则两逆变器输出电压反馈系数存在差异时的输出电流如图2所示。

(a)反馈系数差0.025 (b)反馈系数0.0225 (c)反馈系数0.02

(a)feedback coef is 0.025(b)feedback coef is 0.0225(c)feedback coef is 0.02

图2存在电流反馈系数差时系统输出电流波形

Fig. 2 Waveforms of system output current with current feedback coef difference

从图2可以看出,当两逆变器的电感电流反馈系数之间存在差异的时候,两逆变器的输出电流与负载电流同相,幅值都为负载电流的一半,也就是说完全均分负载。可见两逆变器的电感电流反馈系数的差异对系统的输出并不能产生影响,因为双闭环系统中的电流环本身就只是用来改善系统动态响应性能的,系统的输出性能是由电压环调节的。

二、结论

本文对逆变电源并联系统反馈系数差异影响环流的多方面因素进行了仿真分析,针对这些影响因素给出了解决或者抑制的方法,这些问题的解决为逆变电源的并联设计提供了重要的理论依据和基础。

参考文献:

[1]段善旭.模块化逆变电源全数字化并联系统控制技术研究.[华中理工大学博士学位论文],1999:21-35

[2]段善旭,康勇,孟宇等.全数字化逆变电源并联系统环流特性分析.华中理工大学学报,2000,28(6):27-30