單相UPS逆變器的多環(huán)控制策略研究
根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),整定參數(shù)時(shí)ωc通常選擇在5~15 rad·s-1之間,在此取ωc=10 rad·s-1,ωc確定后,Kp,Kr可按普通比例積分調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)定方法進(jìn)行設(shè)定。在此取Kp=0.4944,Kr=30.9,校正后電壓環(huán)的根軌跡和單位階躍響應(yīng)如圖5所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177628.htm
圖5a表明系統(tǒng)所有閉環(huán)極點(diǎn)都在左半平面內(nèi),說明系統(tǒng)穩(wěn)定。由圖5b可知,tr=1 ms,ts=14 ms,Mp=19%,基本滿足性能指標(biāo)的要求。根據(jù)波特圖,電壓環(huán)幅值裕度為12.4 dB,相角裕度為49°,說明電壓環(huán)有很好的相對穩(wěn)定性。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
為驗(yàn)證上述控制系統(tǒng)的可行性,在800 W的樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:直流電壓250V,輸出濾波器參數(shù)為L=1 mH,r=0.05 Ω,C=40μF,輸出額定電壓為110 V,圖6示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖6a為逆變器突加阻性負(fù)載時(shí)的電壓uo和電流io波形圖,可見,uo波形具有非常高的正弦度,帶負(fù)載時(shí),uo有所減小,但電壓調(diào)整率小得多。圖6b為逆變器帶整流橋負(fù)載(非線性負(fù)載)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可見,uo波形正弦度較高,uo經(jīng)過FFT分析后,其THD=3.82%,但突然減載后,uO有所增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,逆變器無論是帶線性負(fù)載還是帶非線性負(fù)載,輸出電壓都具備較高的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性,說明了系統(tǒng)具有良好的負(fù)載適應(yīng)性,也證明了所提出的控制策略和算法是正確可行的。
5 結(jié)論
針對單相UPS逆變器控制量的特點(diǎn),采用比例諧振控制算法輸出電壓,提高了電壓的控制精度;采用負(fù)載電流前饋的控制方法,有效地抑制了負(fù)載的擾動(dòng);采用輸出電壓前饋控制的方法,消除了電流環(huán)與電壓環(huán)之間的耦合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該控制方案具有很高的控制精度和良好的暫態(tài)特性,證明該控制方案正確可行。
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