基于TMS 3 2 0F 2 8 0 6三環(huán)電壓控制逆變電源

經(jīng)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：電壓瞬時(shí)值外環(huán)的P調(diào)節(jié)器比例系數(shù)的增加，可以進(jìn)一步減少靜態(tài)誤差，但是隨著比例系數(shù)的增大，控制系統(tǒng)的相位裕度減小，系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。當(dāng)比例系數(shù)太小時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差又會(huì)增大。該仿真實(shí)驗(yàn)中，輸出電壓幅值僅為278V，沒有達(dá)到指令電壓311V。
圖6為逆變電源含電感電流內(nèi)環(huán)的三環(huán)控制仿真實(shí)驗(yàn)波形，設(shè)置系統(tǒng)仿真時(shí)間為1．2s，在0．4s時(shí)突加負(fù)載，在0．9s時(shí)突卸負(fù)載。與雙閉環(huán)控制方案的仿真結(jié)果對(duì)比可看出，系統(tǒng)在空載時(shí)輸出幅值為310V，具有很好的穩(wěn)態(tài)精度。輸出電壓有效值外環(huán)的加入明顯的提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。從阻性負(fù)載投載和卸載的仿真波形中可看到，在突加和突卸負(fù)載后，系統(tǒng)經(jīng)一個(gè)正弦波周期就可以達(dá)到穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出波形較好。

本系統(tǒng)控制芯片采用TI公司的TMS320F2806芯片，系統(tǒng)采用含電感電流內(nèi)環(huán)的三環(huán)控制方案。本系統(tǒng)在第K次采樣的數(shù)據(jù)在下一次(第K+1次)中斷中參與計(jì)算調(diào)節(jié)，即采樣值延遲一個(gè)中斷周期(83μs)，由于時(shí)間很短可以忽略不計(jì)。實(shí)際系統(tǒng)中，電感電流的采樣不能采用電流互感器，而應(yīng)采用霍爾電流傳感器；因?yàn)殡娏骰ジ衅鳠o法檢測(cè)到電感電流中的直流分量，無法利用電流環(huán)的快速性，來消除輸出電流中直流分量帶來的負(fù)面影響，所以電感電流的檢測(cè)應(yīng)該采用霍爾電流傳感器。圖7為突加50°%額定負(fù)載的實(shí)驗(yàn)波形圖。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，實(shí)驗(yàn)波形與仿真波形比較吻合，逆變器具有較好的穩(wěn)態(tài)特性，說明了該控制方案取得了較好的效果。

4 結(jié)束語
本文總結(jié)了常用閉環(huán)瞬時(shí)控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了基于TMS320F2806的數(shù)字三環(huán)控制逆變器的方案。輸出電壓有效值反饋環(huán)用來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，保證了穩(wěn)態(tài)精度；輸出電壓瞬時(shí)值反饋環(huán)使系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間大大減少，保證了輸出電壓具有良好的正弦性；電感電流瞬時(shí)值反饋環(huán)使濾波電感上的電流能快速準(zhǔn)確地跟蹤電流指令，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性，改善了輸出電壓的品質(zhì)。
系統(tǒng)的控制方案的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在空載和帶載的情況下，系統(tǒng)均可輸出穩(wěn)定優(yōu)良的正弦電壓波形。該數(shù)字化逆變電源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)便，精度較高，具有優(yōu)異的性能，可以達(dá)到甚至超過模擬雙環(huán)控制的效果。