基于lc滤波的电压源型pwm逆变器的双闭环控制研究

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1、基于LC滤波的电压源型PWM逆变器的双闭环控制研究摘要：分析了基于电压电流双环控制的三相SVPWM逆变器。通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，引入电压电流双闭环控制方法，电压外环包含了负载电流前馈以及输出滤波电容电流解耦，电流环包含了负载电压前馈及输出滤波电感电压解耦，并在Simulink进行系统仿真，结果证明采用双闭环控制策略可有效改善逆变器的动态响应及抗扰能力。关键词：逆变器；矢量控制；双闭环控制；仿真ResearchonDoubleClosed-LoopControllingStrate

2、gyBasedonThree-PhaseVoltageSourcePWMInverterWithLC-FilterAbstract:Athree-phaseSVPWMinverterbasedonvoltage-currentdouble-loopcontrolisproposed.Throughthemathmodelofthree-phasevoltagesourcePWMinverterontwo-phasesynchronousrotatingcoordinates,thedoubleclosed-loopcon

3、trollingmethodisintroduced.Thevoltageouterloopincludesthefeedforwardofloadcurrentandoutputfilteringcapacitancecurrentdecouplecomponent.Currentinnerloopincludesthefeedforwardofoutputvoltageandoutputfilteringinductancevoltagedecouplecomponent.Themodeliscarriedoutwi

4、thSimulinkandthesimulationresultsshowthatthedynamicresponseandinterferencerejectionabilityoftheinvertercaneffectivelybeimprovedbythedoubleclosed-loopcontrollingmethod.Keywords:inverter;vectorcontrol;doubleclosed-loopcontrolling;simulation0.引言1．三相逆变器的数学模型影响逆变器输出波形

5、的质量的一个比+较重要的指标是逆变器输出电压的总谐波V1V3V5LVD1VD3VD5RZ畸变率（THD），如何抑制谐波，提高输出UudcCVdcW电压的质量是逆变器研究的热点。电压空VDVDVD462VVV间矢量脉宽调制（SVPWM）具有更低的谐波462−和更高的直流电压利用率。采用LC滤波的三相逆变器可获得较好的正弦电压输出，图1三相逆变器主电路结构目前较为成熟的控制策略是基于电压L为滤波器电感，R为L上等效电阻，外环电流内环的双闭环控制策略，其中电流C为滤波器电容，u、i分别为电感电压与LL内环可采用电感电流内环。本

6、文利用空间矢电流，u、i分别为电容电压及电流，i为CCo量控制（SVPWM）三相逆变器，通过建立其负载电流，u为逆变器输出电压，u为直odc两相同步旋转坐标系下的数学模型，利用电流侧电压。压外环实现输出电压的稳定控制，电流内环实现输出电流的控制，其中电压外环包含了1.1三相静止坐标系下的数学模型负载电流前馈以及输出滤波电容电流解耦，基于KVL和KCL定律，可得三相逆电流环包含了负载电压前馈及输出滤波电变器的电压电流方程如下：感电压解耦，有效的改善了系统的动态响应以及抗干扰性能。1diaoduaL=--uRiu,C=ii

7、-iaaoaaoaoddtdt−i−uuLdodd11dibodub()LsR+CsL=--uRiu,C=ii-(1)+(1)+bbobbobdtdtωLωCdiducocL=--uRiu,C=ii-ccoccocdtdtωLωC−i−u其中ia，ib，ic是电感电流；u，uq1Lqoqoa1()LsR+Cs−−u，u是负载电压也等于电容电压；iobocoqioa，iob，ioc是负载电流；ua，ub，uc图3VSI+LC滤波同步坐标系下的结构框图是逆变器输出电压。由上式可得逆变器的在三相静止坐标系下的结

8、构框图，以A相为例，如图2所示，2.逆变器的控制系统设计其余两相与A相类似。i双闭环控制，电压外环主要目的是给定oauia−uoa电流值和逆变器输出电压的幅值，并实现单a⊗1⊗1sL+RsC位功率因数控制。电流内环的主要目的是按−电压外环的输出电流指令进行电流控制，内图2三相逆变器的任一相模型框图环电流控制器实现电流