一種基于SPWM的逆變電源并聯運行參數設計及控制策略仿真

關冠暉+傅偉豪

摘 要：一種逆變電路采用IGBT橋，逆變方式為SPWM，兩個逆變電源并聯運行。該電源采用LC濾波器，主要濾除高次諧波。逆變電源采用壓瞬時值反饋單環PID控制，改善輸出波形質量。該并聯逆變電源在Matlab的Simulink組件中模擬，分別測試分析了帶動線性負載動態均流效果和非線性負載靜態均流效果。

關鍵詞：逆變電源；SPWM；并聯運行；PID控制

中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0007-03

1 主電路參數設計與選型

1.1 直流電壓，額定電流與IGBT選型

選擇輸出線電壓有效值為380V+-5%，額定容量100 kVA，故選擇直流電壓、額定電流如下：

本實驗采用Universal Bridge來實現IGBT，如圖1和圖2所示。

1.2 主電路設計與參數

本三相四線電路采取SPWM控制逆變電路，利用正弦波與三角波比較產生的反映正弦波特性的一系列不同寬度的脈沖，這些脈沖序列作為開啟/關閉逆變橋開關器件的信號，使直流電壓變為一系列周期性階梯波，波形在電容的作用下得到近似正弦波的波形，并在輸出濾波電路的作用下最終生成正弦波；本實驗的逆變電路是三相可控全橋式逆變電路，并且由兩個逆變器并聯工作。[1]如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示。

2 輸出濾波電路參數設計過程

本實驗根據實驗情況，選取阻尼比ξ=0.8，期望自然振蕩頻率？棕=3 500 rad/s，n=10來計算。

5 非線性負載下靜態均流效果仿真與結果分析

5.1 RLC負載

負荷電路圖，如圖9所示。電壓電流波形圖，如圖10所示。電壓諧波分析，如圖11所示。

5.2 二極管負載

負荷電路圖（其中一相），如圖12所示。電壓電流波形圖，如圖13所示，電壓諧波分析，如圖14所示。

6 線性負載變化動態均流效果仿真與結果分析

電路圖，如圖15所示。

電壓電流波形，如圖16所示。

電壓諧波分析，如圖17所示。

參考文獻：

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[2] 俞楊威，金天均，謝文濤，等.基于PWM逆變器的LC濾波器[D].杭州：浙江 大學電力電子研究所，2007：50-52

[3] 孫朝暉，吳浩偉，方斌，等.采用PID和重復控制的逆變器波形控制策略 [J].船電技術，2010：14-17