华中科技大学研究 PWM 逆变器双环控制：电容电流内环对比

本文主要探讨了PWM逆变器的双环控制技术，这是一种在电力电子转换器中广泛应用的高级控制策略，尤其在单相逆变器的设计中。作者何俊、彭力和康勇针对两种常见的双环控制结构进行了深入研究，即电感电流内环电压外环控制和电容电流内环电压外环控制。 电感电流内环电压外环控制是通过将逆变器的输出电压反馈到电流控制器，确保电感电流跟随设定值，同时外环系统负责调整脉宽调制（PWM）信号，以维持所需的电压水平。这种方式的优势在于能够快速响应负载变化，提供良好的动态性能。 而电容电流内环控制则将电流控制扩展到了储能元件（如电容）上，它通过监测并调节电容上的电流来实现稳定输出。这种控制方式有助于减小输出电压纹波，提高输出质量。当电流内环采用P控制器，电压外环采用PI控制器时，电流环具有快速响应，而电压环则能实现积分作用，提供更好的稳态精度。 另一种研究的双环控制策略是电流内环和电压外环都采用PI控制器，这种全PI控制方式结合了前两种方法的优点，既具有快速的动态响应又保证了输出电压的平滑性。极点配置技术在此发挥了关键作用，通过精确设计控制器参数，可以优化系统的稳定性、响应时间和带宽。 仿真和实验结果表明，无论是电感电流内环电压外环控制还是电容电流内环电压外环控制，以及全PI控制，都能在实际应用中展现出良好的动态和静态特性，适应各种负载条件，提升逆变器的效率和可靠性。因此，研究PWM逆变器的双环控制技术对于优化逆变电源的性能和控制精度至关重要，对于现代电力电子设备的设计与优化具有重要意义。