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LC逆变电源不同内环状态反馈变量在电路本质上的分析

2021-12-13国网常德供电有限公司湖南常德市415000

石河子科技 2021年6期
关键词:系统

(国网常德供电有限公司,湖南常德市,415000)吴 楠 钟 显 黄 华 刘 星 蔡 杰

1 单相逆变电源数学模型

单相LC逆变器传递函数如下所示:

可以看到逆变器系统的阻尼随着负载的波动而变化,当末端为轻载或者空载时,即R趋向于无穷大时,阻尼将趋向于零。则此时传递函数变为:

根据式(2)可以看出,系统在谐振频率处存在很强的谐振尖峰。从电路的角度来说,逆变器输出电压中的绝大部分谐波分量都会被滤波器过滤掉,但是其谐振频率附近的谐波分量会被滤波器放大,使得电容两端电压急剧升高,流过电感的电流变得很大,从而可能导致器件毁坏。

2 双环控制策略

如上所说,需要采取必要的措施将谐振峰值阻尼到0db以下。最直接的方式是无源阻尼的方法,即在电感和电容两端串联电阻,该方法简单直接、容易实现。采用无源阻尼的方法,电阻上存在损耗,同时会牺牲LC滤波器的高频谐波抑制能力[1]。文献[2]提出使用有源阻尼的方法来阻尼谐振,有源阻尼主要通过内环反馈增加系统阻尼。因此,采用一个电流内环来阻尼谐振的双环控制方法得到广泛运用。

从控制角度上来说,流过电感或者电容的电流一部分程度上决定了输出电压[3-4],控制电流相当于间接地控制了输出电压,最终电压外环和电流内环共同决定输出电压。

2.1 电流内环控制器的作用

图2为电感电流作为内环反馈变量的控制框图的变形后的等效图,根据图2(b)所示,显然可以将其看成一个串联在电感支路的阻抗环节。……

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