基于谐波补偿的逆变器波形控制技术研究

电源技术论文基于谐波补偿的逆变器波形控制技术研究摘要:介绍了一种基于谐波补偿的逆变器波形控制技术,分析了系统的工作原理,详细探讨了控制系统参数设计方法,并得出了试验结果。关键词:谐波补偿;逆变器;波形控制引言逆变器是一种重要的DC/AC变换装置。衡量其性能的一个重要指标是输出电压波形质量,一个好的逆变器,它的输出电压波形应该尽量接近正弦,总谐波畸变率(THD)应该尽量小。在实际应用中逆变器经常需要接整流型负载,在这种情况下仅仅采用SPWM调制技术的逆变器,其输出电压波形就会产生很大的畸变。为了得到THD小的输出电压,波形控制技术近年来得到了极大的发展。重复控制[1]是近年来研究得比较多的一种控制方案。本文从谐波补偿的角度出发,采用改进型FFT算法对输出电压误差信号进行实时频谱分析,把由软件算法产生的经过预畸变的谐波信号注入逆变器,由此达到抑制非线性扰动从而校正输出电压波形的目的。1控制系统结构及工作原理分析图1为控制系统结构框图[2]。G1(s)表示控制对象,在这里就是输出LC滤波器的传递函数,其离散化形式由G1(z)表示。G2(z)表示内部模型,它与G1(z)相等。1.1扰动抑制原理考虑扰动信号d(z)在输出点的响应。由图1可以很容易得到扰动信号的传函Hd(z)=1-{[Gc(z)G1(z)]/1+[G1(z)-G2(z)]Gc(z)}(1)由于G1(z)=G2(z),故Hd(z)可简化为Hd(z)=1-Gc(z)G1(z)(2)显然,只要Gc(z)=G1-1(z),则Hd(z)=0,即扰动可以得到完全的抑制。不幸的是,实际逆变器的z域传递函数含有一个纯延时环节,这就意味着谐波补偿器Gc(z)必须含有一个超前环节,这在物理上是无法