文章编号: 1006-4710(2009)03-0292-05
基 于 相 位 反 馈 控 制 的 400 Hz 逆 变 电 源 系 统 研 究
李敏远, 李琛
(西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048)
摘要: 为了解决组合式 400 Hz 三相逆变电源中相位不对称问题,提出一种基于相位反馈控制的多
环控制方案。 该方案在传统的三环控制结构中增加了相位反馈控制环节,使每相输出电压的相位
无差地跟踪基准正弦信号相位,保证了组合式三相逆变电源相位相互差 120°。 分析了新型控制策
略的原理,进行了不同主电路参数下的仿真实验。 实验表明,该控制方法能够实现相位自动调整并
准确跟踪基准正弦信号,控制效果良好。
关键词: 400 Hz 逆变电源; 相位反馈; 多环控制
中图分类号: TM464 文献标识码: A
Research on 400 Hz Inverter System Based on Phase Feedback Control
LI Min-yuan, LI Chen
(Faculty of Automation and Information Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China)
Abstract: In order to improve the problem of phase imbalance in 400Hz three-phase combined inverter,
in this paper a novel multiple-loop control strategy based on the phase feedback is presented.A phase
feedback loop is added to traditional multiple-loop structure; so as to make sure that output voltage phase
can be traced with distinct the benchmark sine wave signal, thereby insuring that the phase difference be-
tween every phase of the three-phase combined inverter is 120°.The principle of this new control strategy
is analyzed, and the simulation experiment under different main circuit parameters is conducted.The re-
sult indicates that, this control strategy can realize phase self regulation,accurately follow the benchmark
sine wave signal ,and obtain favorable control effect.
Key words: 400 Hz inverter ; phase feedback; multiple-loop control
收稿日期:2009-02-26
作者简介:李敏远(1957-),男,陕西西安人,教授,研究方向为现代电源技术与智能测控系统。 E-mail:liminyuan@xaut.edu.cn。
随着电力电子技术的发展,对电源质量的要求
也在不断提高。 在三相逆变电源中,一个重要指标
就是 三相 相 位 要求 对 称, 即 任 意 两相 相 位 互 差
120°。 现在国内外针对相位控制的研究多集中于
UPS 的应用中
[1,2]
,对 400 Hz 逆变电源相位控制还
没有有效方案。 组合式三相逆变电源由三个独立的
单相逆变器负载星形连接组成,其相位控制一般是
跟踪标准正弦信号。 国内外学者提出利用滤波电容
电压和电流相位相差 90°,从而对相位进行锁相补
偿
[3]
,也有从多环反馈控制的角度,提出了瞬时值
电流环、瞬时值电压环的双环控制
[4-7]
,但对相位的
准确控制并不理想。
本文针对组合式三相逆变电源相位跟踪问题,
在三环控制基础上,增加相位反馈控制环节,构成多
环控制结构,使输出相位能够严格跟踪基准正弦信
号。
1 三环控制系统分析
图 1 虚线部分为常规三环控制系统,由内到外
分别为瞬时值电容电流环、瞬时值电压环和电压有
效值环。 其中瞬时值电流环的主要作用是校正输出
电压波形,瞬时值电压环的主要作用是校正输出电
压的相位和提高系统的动态性能,电压有效值环的
主要作用是使输出电压稳定在所需要的电压幅值。
输出电压相位的控制主要取决于瞬时值电压内
环,实际中瞬时值电压内环一般用比例控制器。 理
论上在逆变器主电路不变的情况下,电压环比例调
节器系数 K
p
越大,输出电压相位与给定基准正弦信
号的相位越接近,但在实际构成数字控制系统时,K
p
不能太大,否则就会造成振荡。 其主要原因是采样
信号干扰、计算误差和中性点偏移。 所以,这种控制
方法并不能完全消除相位误差。
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西安理工大学学报 Journal of Xi’an University of Technology(2009) Vol.25 No.3