调频式串联谐振电源数字控制器设计与分析

"调频式串联谐振试验电源的数字控制器设计着重于提高输出电压的正弦化和稳定性，以确保在交流耐压试验中准确锁定谐振频率。该设计基于状态反馈和极点配置算法，采用负载电流前馈的滤波电感电流内环与滤波电容电压外环的双环控制策略。电流内环采用比例控制器，而电压外环采用比例积分控制器。通过状态观测器估计电感电流，避免了直接测量的需求。控制器设计的目的是简化极点配置过程，提升系统的响应速度和稳态精度。该电源系统包括三相整流滤波电路、H桥逆变电路、励磁升压变压器和高压试验回路，其中串联谐振由补偿电抗器和被试品电容匹配形成。" 调频式串联谐振试验电源是一种广泛应用于电力系统交流耐压试验的技术。与传统的调感式装置相比，调频式电源具有体积小、便于操作运输的优点。文献中提到，早期的研究主要关注工作原理、电路结构和滤波参数，而较少涉及具体控制参数配置。文中提出了一种新的控制策略，采用负载电流前馈的双环控制，即电流内环和电压外环，以实现更精确的电压控制。电流内环使用比例控制器，以快速响应负载变化，而电压外环采用比例积分控制器，确保输出电压的稳定。 状态反馈和极点配置算法在这里起到了关键作用。通过状态反馈，可以对逆变器的动态特性进行调整，以优化系统响应。极点配置算法则使得控制器参数设计更为简便，能够根据需求定制系统的动态性能。此外，由于硬件设计中未包含电感电流的直接测量，文章还介绍了利用状态观测器来估计电感电流，确保控制策略的有效实施。 在扫频过程中，保持电源输出电压的正弦化和稳定性至关重要，因为这直接影响到谐振频率的准确锁定。在交流耐压试验阶段，良好的正弦输入电压对于保证试验的准确性也是必不可少的。因此，逆变器及其电压控制是调频式串联谐振试验电源的核心部分。 系统模型由三相整流滤波电路开始，通过H桥逆变电路转换成交流，再经过励磁升压变压器将电压提升至所需水平。高压试验回路由补偿电抗器和被试品电容匹配，形成串联谐振条件，从而产生谐振高压。通过这样的设计，调频式串联谐振试验电源能够在不同条件下提供精确的电压控制，满足电力系统交流耐压试验的严格要求。