一种三相四桥臂逆变器的并联控制方法

摘要

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种三相四桥臂逆变器的并联控制方法。本发明包括：在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，设置主电路电力电子器件驱动信号均为关断状态电平、设置程序中相关控制器变量迭代运算初值；根据采样值计算各相的有功功率和无功功率；将此更新得到的频率和电压值分别作为控制程序中的频率指令信号和电压外环控制的幅值指令信号；利用ABC相电容电压瞬时值PR控制与有效值控制相结合构成外环电压的复合控制，即利用PR瞬时控制获得对正弦指令信号的良好动态跟踪性能；将ABCD各相电流控制器的输出信号用于各相的SPWM调制。本发明采用无互联线的并联控制策略，具有更高的可靠性。

主权项

一种三相四桥臂逆变器的并联控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，设置主电路电力电子器件驱动信号均为关断状态电平、设置程序中相关控制器变量迭代运算初值，包括设置程序中ABC各相电压指令信号初值和各相频率初始值分别为311V和50Hz；(2)各模块控制程序分别利用其输出侧的电压传感器VSAx、VSBx和VSCx，电流传感器CSAx、CSBx、CSCx和CSDx，x＝1，2，采样各相的电容电压和电感电流；根据采样值计算各相的有功功率P和无功功率Q：$P_{A1}=\frac{1}{M}\underset{k=1}{\overset{M}{\Sigma }}{u}_{A1}\left(k\right)i_{A1}\left(k\right),$$Q_{A1}=\frac{1}{M}\underset{k=1}{\overset{M}{\Sigma }}{u}_{A1}\left(k\right)i_{A1}(k-\frac{M}{4}),$其中M为一个周期内的采样次数，M＝f_s/f_m，f_s为开关频率，f_m为调制波频率，u_A1(k)和i_A1(k)为第k次对逆变器各相输出电容电压和电感电流采样的瞬时值，保存1/4周期的电流采样数据；(3)根据各相实时计算出来的有功功率P和无功功率Q，利用预先设置的电压和频率下垂特性函数来更新各相电压指令信号的幅值和频率，并将此更新得到的频率和电压值分别作为控制程序中的频率指令信号和电压外环控制的幅值指令信号：f_A1＝f₀‑mP_A1；u_Ar1＝u₀‑nQ_A1；(4)利用ABC相电容电压瞬时值PR控制与有效值控制相结合构成外环电压的复合控制，即利用PR瞬时控制获得对正弦指令信号的良好动态跟踪性能；利用正弦波有效值控制弥补PR控制在谐振点有限增益，即将各相电压瞬时PR控制的结果与各相电压有效值控制经正弦修正的结果通过线性叠加后形成ABC各相电感电流的指令信号i_Arx、i_Brx和i_Crx，x＝1，2；对ABC各相电压有效值PI控制器的输出做正弦修正，修正项分别为sin(2πf_Axt)、sin(2πf_Bxt+2π/3)和sin(2πf_Cxt+4π/3)，x＝1，2，其中f_Ax、f_Bx和f_Cx应分别与ABC各相电压瞬时值PR控制器的谐振频率一致；D相第四桥臂的电流指令信号i_nrx，x＝1，2通过对ABC各相电感电流指令信号的再次叠加来获得：i_nr1＝i_Ar1+i_Br1+i_Cr1；(5)ABC各相分别执行其控制系统内环的电感电流瞬时值闭环控制，第四桥臂D相执行单闭环电感电流控制，ABCD相的电流控制器均为PI调节器；(6)将ABCD各相电流控制器的输出信号用于各相的SPWM调制，最终形成各相桥臂功率开关器件的驱动脉冲。