下载文档原格式
Three-Phase Three-Level PWM Converte三相三电平PWM变换器This example shows the harmonic analysis of PWM waveforms using the Powergui/FFT tool.P. Giroux and G. Sybille (Hydro-Quebec))这个例子显示了使用Powergui / FFT工具PWM波形的谐波分析。
P. Giroux和G. Sybille（魁北克水电））DescriptionThe system consists of two three-phase three-level PWM voltage source converters connected in twin configuration The inverter feeds an AC load (1kW, 500 var 60Hz @ 208 Vrms) through a three-phase transformer. Harmonic filtering is performed by the transformer leakage inductance (8%) and load capacitance (500 var).该系统由两个三相三电平PWM电压源转换器连接的双配置逆变器交流负载（1KW，500无功60hz @ 208 VRMS）通过一个三相变换变压器。
谐波滤波进行变压器漏感（8%）和负载电容（500无功）。
Each of the two inverters uses the Three-Level Bridge block where the specified power electronic devices are IGBT/Diode pairs. Each arm consists of 4 IGBTs, 4 antiparallel diodes, and 2 neutral clamping diodes.每两个逆变器采用三电平桥块指定的电力电子器件，IGBT /二极管对。
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
它广泛的用于支流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。
三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。
SPWM原理，正弦PWM的信号波为正弦波，就是正弦波等效成一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，其脉冲宽度是由正弦波和三角波自然相交生成的。
正弦波波形产生的方法有很多种，但较典型的主要有:对称规则采样法、不对称规则采样法和平均对称规则采样法三种。
第一种方法由于生成的PWM脉宽偏小，所以变频器的输出电压达不到直流侧电压的倍;第二种方法在一个载波周期里要采样两次正弦波，显然输出电压高于前者，但对于微处理器来说，增加了数据处理量当载波频率较高时，对微机的要求较高;第三种方法应用最为广泛的，它兼顾了前两种方法的优点。
SPWM虽然可以得到三相正弦电压，但直流侧的电压利用率较低，最大是直流侧电压的倍，这是此方法的最大的缺点。
SVPWM是Space Vector Pulse Width Modul的意思，翻译成空间矢量脉宽调制，它是一种PWM技术的调制方法，他的思想是通过pwm调制形成的pwm波在接入电机三相定子绕组中时，使电机的定子产生圆形旋转磁场，从而带动电机旋转，这里的空间矢量指的是三相定子电压的合成矢量（具体了解你可以看看交流传动方面的书我这里就不解释了），SVPWM 说白了是一种逆变方法是正弦脉宽调制（SPWM)的一个特例，而矢量控制是电动机调速的一种控制方法，他的目的是把三相异步电动机的转速和转矩控制分开使控制更精确，形成类似于直流电动机的数学模型，从而达到直流电动机的控制性能，矢量控制最终算出来的就是三相定子电压的数值，你根据这个数值再运用SVPWM就可以驱动电机达到你的控制要求了。
PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。
它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。
本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。
PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。
其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。
逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。
PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。
固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。
固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。
固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。
多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1.深入理解三相桥式PWM逆变电路的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建三相桥式PWM 逆变电路的仿真框图。
3.观察在PWM控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。
4.分别改变三角波的频率和正弦波的幅值，观察电路的频谱图并进行谐波分析。
三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍1. 正弦波，电路常用到的正弦信号模块，双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。
其信号生成方式有两种：Timebased和Sample based。
2. 锯齿波发生器，产生一个时基和高度可调的锯齿波序列。
块可以接受多个输入信号，3. 示波器，其模每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
4. 关系运算符，<、>、=等运算。
源，提供一个直流电源。
5. 直流电压6. 三相RLC串联电路，电阻、电感、电容串联的三相电路，单位欧姆、亨利、法拉。
7. 电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。
8. 多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。
9. IGBT/二极管，带续流二极管的IGBT模型.10 为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.六、实验原理三相桥式PWM逆变电路图1-1如下：图1-1三相桥式PWM逆变电路图三相桥式PWM逆变电路波形七、仿真实验内容三相桥式PWM逆变电路仿真框如图1-2所示：图1-2 三相桥式PWM逆变电路仿真框图仿真参数设置如下：三角波参数如图1-3所示：载波频率f=1kHz,周期T=1e-3s,幅值Ur=1V.图1-3三角波参数图正弦波参数，正弦信号A/B/C相位差为120，分别为0、2*pi/3、-2*pi/3，幅值都为1，如图1-4、1-5、1-6所示。
三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM（脉冲宽度调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在电力系统中得到了广泛应用。
其不仅能够实现AC（交流）到DC（直流）的高效转换，还具有功率因数高、谐波污染小等优点，对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究，对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。
三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。
目前，常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。
这些控制策略各有优缺点，适用于不同的应用场景。
需要根据实际应用需求，选择合适的控制策略，并进行相应的优化和改进。
在实际应用中，三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。
在这些领域中，整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究，不仅有助于推动电力电子技术的发展，还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。
本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。
介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例，探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。
通过本文的研究，旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。
作为清洁、可再生的能源形式，电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。
传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题，严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。
研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。
PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。
它通过以一定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。
PWM逆变电路主要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。
PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。
其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波，得到平滑的交流电压输出。
脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。
它通过改变逆变器输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。
具体实现方法是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM波形信号。
这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆变器输出电压的幅值。
频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输出交流电压的频率。
与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出的脉冲宽度保持不变。
具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。
值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。
总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。
通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。
三相逆变器VF控制原理三相逆变器（Variable Frequency Inverter，简称VF逆变器）是一种用于控制交流电机转速和扭矩的电子设备。
它通过改变输入电源的频率和电压来实现对电机的控制，从而实现转速和扭矩的调节。
VF控制原理主要包括PWM调制、频率和电压变换以及控制策略。
首先，PWM调制是VF逆变器的关键技术之一、PWM调制通过将直流输入电压转换为具有可控频率和占空比的脉冲信号，从而实现对电机的控制。
在VF逆变器中，PWM调制用于将直流输入电压转换为交流输出电压，其中频率和占空比的变化可以调节输出电机的转速和扭矩。
一般而言，PWM调制可以使用多种方式实现，如载波比较调制（Carrier-Based PWM）和空间矢量调制（Space Vector Modulation）等。
其次，频率和电压变换是VF逆变器的另一个重要原理。
在VF逆变器中，输入电源通常为直流电源，因此需要将直流输入电压转换为交流输出电压。
为了实现对电机转速和扭矩的调节，VF逆变器需要能够调节输出电压的频率和幅值。
频率变换通过改变PWM信号的频率来实现，而电压变换则是通过改变PWM信号的占空比来实现。
通过合理控制频率和电压的变化，可以实现对电机的精确控制。
另外，控制策略是VF逆变器实现对电机转速和扭矩控制的重要环节。
控制策略主要包括开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是指根据输入的指令信号，直接根据一定的算法计算出对应的PWM信号来驱动电机。
这种方式简单直接，但无法对电机的转速和扭矩进行精确控制。
闭环控制是指通过对电机的转速和扭矩进行测量，然后与指令信号进行比较，根据比较结果来调整PWM信号，从而实现对电机的精确控制。
闭环控制可以采用不同的控制算法，如比例积分微分（PID）控制等。
综上所述，三相逆变器VF控制原理包括PWM调制、频率和电压变换以及控制策略。
这些原理相互配合，通过调节输入电源的频率和电压来实现对电机转速和扭矩的控制。
三相并网逆变器LCL滤波器的简明设计孙超;刘以建;郑野;周雪梅;刘荀【摘要】LCL filter is widely used in grid-connected inverter for its good filtering performance.But under the undamped condition,resonance will be caused in the system,and then it can bring difficulties for the stability control of the system.On the basis of the mathematics model of three-phase grid-connected inverter,a novel approach was proposed in this paper,to adopt voltage directional power control which is based on dq synchronization rotating reference frame,and inhabit resonance by passive damping to get better performance of the grid-connected inverter.This paper gives the detail design of passive damping LCL filter,and compares with the filtering effect of the single-L filter,builds system model by simulation in Matlab/Simulink and realizes unity factor to be grid-connected.%LCL滤波器以其较好的滤波性能被广泛地用于并网逆变器,但无阻尼时系统产生谐振,给系统的稳定性控制带来困难。
三相电压型PWM整流器控制技术综述一、本文概述随着电力电子技术的不断发展，三相电压型PWM整流器作为一种高效、节能的电能转换装置，在电力系统中得到了广泛应用。
该类整流器采用脉宽调制（PWM）技术，通过控制开关管的通断，实现对输入电流波形的精确控制，从而满足电网对谐波抑制、功率因数校正等要求。
本文旨在对三相电压型PWM整流器控制技术进行综述，分析其基本原理、研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考。
本文首先介绍了三相电压型PWM整流器的基本结构和工作原理，包括其主电路拓扑、PWM控制技术以及电流控制策略等。
在此基础上，综述了当前国内外在三相电压型PWM整流器控制技术研究方面的主要成果和进展，包括调制策略优化、电流控制算法改进、系统稳定性分析等方面。
本文还对三相电压型PWM整流器在实际应用中所面临的问题和挑战进行了分析和讨论，如电网电压波动、负载变化等因素对整流器性能的影响。
本文展望了三相电压型PWM整流器控制技术的发展趋势，提出了未来研究的方向和重点，包括高效率、高可靠性、智能化控制等方面。
通过对三相电压型PWM整流器控制技术的综述和分析，本文旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、三相电压型整流器的基本原理三相电压型PWM整流器是一种高效、可控的电力电子设备，它采用脉宽调制（PWM）技术，实现对交流电源的高效整流，将交流电转换为直流电。
整流器主要由三相桥式电路、PWM控制器、滤波电路等部分组成。
三相桥式电路是整流器的核心部分，由六个开关管（通常是IGBT 或MOSFET）组成，每两个开关管连接在一起形成一个桥臂，共三个桥臂。
通过控制开关管的通断，可以实现将三相交流电源整流为直流电源。
PWM控制器是整流器的控制核心，它根据输入电压、电流等信号，生成相应的PWM控制信号，控制开关管的通断时间和顺序，从而实现对输出电压、电流等参数的精确控制。
PWM控制器通常采用数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）等实现，具有高精度、快速响应等特点。
三相升-降压PWM整流器Fuzzy-PI控制算法李帅;李槐树;李文艳;黄克峰【摘要】The disadvantages existing in the commonly used three-phase step-up/down PWM rectifier are analyzed in connection with the needo[ continuously adjustable DC voltage in a wide range such as the control of DC motor. Based on the working principle of the three-phase step-up/down PWM rectifier and according to the principle of low switching frequency, simple control and easy engineering implementation, a new control strategy on the basis of SVPWM is designed with the expansion of zero-vector for the rectifier. Meanwhile, the corresponding mathematical model and reasoning is also presented. Then a fuzzy-PI controller is designed with proportional-integral separation. Finally, the simulation results and analysis of novel algorithm and traditional control algorithm are also presented to verify the validity of theoretical results and control algorithm by Mat-lab7.11.%针对直流电机控制等应用领域对大范围连续平滑可调直流电压的需求,分析了现有升-降压整流系统的不足,基于三相电压型升-降压PWM整流器的工作原理,按照有效降低开关损耗、控制简单、易于工程实现等原则,用拓展零矢量对传统SVPWM控制策略进行改进,建立了相应的数学模型,进行了相应的数学分析,设计了自适应模糊控制和PI控制相结合的双模控制方案,并通过Matlab7.11环境下的离散化模型仿真,将新控制算法与已有控制算法比较,证明了新控制算法的良好效果.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2012(024)004【总页数】6页(P120-125)【关键词】脉宽调制整流器;升-降压;空间矢量脉宽调制;零电压空间矢量;自适应模糊/比例-积分控制【作者】李帅;李槐树;李文艳;黄克峰【作者单位】海军工程大学电气与信息工程学院,武汉430033;海军工程大学电气与信息工程学院,武汉430033;海军工程大学电气与信息工程学院,武汉430033;海军工程大学电气与信息工程学院,武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TM461大范围高低压可调整流系统在直流电机控制等领域应用广泛[1，2]；目前，其实现方式主要有两种：(1)整流电路与升-降压电路相级联，其中不控整流电路与升-降压变换电路相级联方式以其控制简单、成本低、易于工程实现等优点得到广泛应用，但存在结构相对复杂、体积较大，能量传递效率低，输入输出电流谐波严重，不能实现能量的双向流动等不足[3～5]；(2)在整流器与交流电网之间接入调压变压器，此类系统不仅体积、重量大，无法得到大范围连续平滑可调直流输出电压，而且动态响应性能差[3]，因而现有的大范围高低压可调整流系统已不能很好地满足直流电机控制等领域的性能要求。
三相pwm逆变器工作原理
三相PWM逆变器是一种将直流电源变换为三相交流电源的电子装置。
它采用了PWM（脉宽调制）技术来控制输出的电压和频率。
工作原理如下：
1. 输入直流电源通过整流电路进行滤波，将直流电源转换为稳定的直流电压。
2. 控制电路根据输入的控制信号，通过三相桥臂中的IGBT （绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）开关元件来控制电流的流向和大小。
3. 控制电路根据输入的控制信号生成PWM信号，将其发送给三相桥臂中的开关元件，以控制每个开关元件的导通时间和断开时间。
4. 通过不同的PWM信号控制方式，可以调整输出电压的幅值和频率。
一般情况下，采用空间矢量调制（SVPWM）方式，将三相PWM信号转换成一个类似正弦波的输出电压。
5. 输出的交流电压通过滤波电路平滑处理，得到稳定的三相交流电源。
三相PWM逆变器的工作原理可以通过调节控制信号的幅值和频率，实现对输出电压的精确控制。
它在工业应用中广泛应用于变频调速、电力传输和分布式发电等领域。
三相逆变器调制1. 介绍三相逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。
它通常由六个功率开关管和相关控制电路组成，可以实现将直流电源转换为三相交流电源。
逆变器在可再生能源领域应用广泛，如太阳能发电和风力发电系统中。
调制技术是控制逆变器输出波形的关键。
三相逆变器调制技术包括脉宽调制（PWM）和正弦波调制（SPWM）。
本文将详细介绍三相逆变器的调制原理、常用的PWM和SPWM调制方法以及它们的优缺点。
2. 三相逆变器的调制原理三相逆变器的调制原理基于两个基本概念：多级切换和合成波形控制。
多级切换是指通过控制功率开关管的导通和关断来实现输出波形的控制。
在三相逆变器中，每个输出相都由两个功率开关管控制，通过不同的开关组合方式可以产生不同的输出波形。
合成波形控制是指通过对各个输出相进行合理组合，使得输出波形接近所需的交流电源波形。
通过合成波形控制，可以实现对输出电压幅值、频率和相位的精确控制。
3. 脉宽调制（PWM）脉宽调制是一种常用的三相逆变器调制技术。
它通过改变功率开关管导通和关断的时间比例，控制输出电压的幅值。
脉宽调制有多种实现方式，其中最常见的是基于三角波比较器的脉宽调制。
该方法通过将一个固定频率、可变幅值的三角波与一个固定幅值的正弦波进行比较，得到一个PWM信号。
具体步骤如下： 1. 产生一个固定频率、可变幅值的三角波。
2. 产生一个固定幅值的正弦波。
3. 将三角波与正弦波进行比较。
4. 根据比较结果控制功率开关管的导通和关断。
脉宽调制可以实现精确控制输出电压幅值，并且具有较好的谐波性能。
然而，由于采用了离散化控制方法，其输出电压存在一定程度上的失真。
4. 正弦波调制（SPWM）正弦波调制是另一种常用的三相逆变器调制技术。
它通过改变正弦波的频率和相位，控制输出电压的幅值、频率和相位。
正弦波调制的基本思想是将所需的交流电源波形分解为多个基本频率的正弦波，并通过控制每个基本频率正弦波的幅值、频率和相位来合成所需的交流电源波形。
三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式1.引言1.1 概述随着现代电力系统及电子技术的发展，逆变电路在工业和家庭领域的应用越来越广泛。
三相电压型逆变电路是一种常见的逆变电路类型，可以将直流电源转换为交流电源，用于驱动交流电动机或供电给交流负载。
三相电压型逆变电路的基本原理是利用逆变器将直流电源的电压转换为三相交流电压。
这种逆变电路由三相桥式逆变器、LC滤波器和负载组成。
逆变器通过控制开关管的开关动作，将直流电源的电压逆变为可控制的三相交流电压。
LC滤波器用于平滑交流输出电压，提高电路的稳定性和纹波滤波效果。
变频变压则是指逆变电路通过改变交流输出电压的频率和幅值，实现对交流电机速度和转矩的精确控制。
变频变压的控制方式有多种，包括PWM（脉宽调制）控制、SPWM（正弦PWM）控制、SVPWM（空间矢量PWM）控制等。
这些控制方式通过调整逆变器中开关管的开关时间和频率，以及调节控制信号的幅值，实现对输出交流电压的精确控制。
本文将重点探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。
通过深入分析这些控制方式的原理和特点，我们可以更好地理解逆变电路的工作原理，为逆变电路的设计和应用提供参考。
同时，本文将对当前变频变压控制方式的研究进展和未来发展方向进行展望，以为相关领域的研究者提供参考和启示。
1.2 文章结构文章结构决定了文章的布局和组织方式，对读者理解文章内容和观点的逻辑顺序起到重要的指导作用。
本文将按照以下结构进行阐述和探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。
首先，我们将在引言部分概述本文的目的和主要内容，并简要介绍三相电压型逆变电路的基本原理，为后续的内容奠定基础。
通过引言的概述，读者可以对本文的主题和结构有一个整体的把握。
接下来，正文部分将分为两个主要章节展开讨论。
第一章节将详细阐述三相电压型逆变电路的基本原理，包括其工作原理、电路组成和工作状态等方面的内容。
通过对三相电压型逆变电路的基本原理的介绍，读者可以全面了解这种电路的特点和原理，为后续的控制方式讨论提供理论基础和背景知识。
三相pwm逆变器的基本原理三相PWM逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置。
它主要由整流器、逆变器和控制电路三个部分组成。
整流器部分是将交流电源输入的交流电转换为直流电，并通过滤波电路对直流电进行滤波，以保证逆变器输入的直流电质量良好。
整流器通常采用整流桥进行整流，并通过电容滤波减小脉动。
逆变器部分是将直流电转换为三相交流电。
它采用PWM技术控制开关器件（如晶闸管、IGBT等）的开关时间，从而控制输出波形的形状和峰值。
具体来说，PWM技术是通过调整开关器件的导通和关断时间比例，将直流电压分解为多个频率相同、幅值不同的脉冲信号，再通过低通滤波器将这些脉冲信号重组成平滑的交流电信号。
根据PWM技术的不同调制方式和实现方法，逆变器可以分为多种类型，如单极性PWM逆变器、双极性PWM逆变器和多电平PWM逆变器等。
单极性PWM逆变器是一种较为简单的逆变器，它通过周期性开关器件的导通和关断来实现输出波形的控制。
当开关器件导通时，输出电压为正；而当开关器件关断时，输出电压为零。
通过调节开关器件导通和关断的时间比例，可以改变输出电压的幅值。
双极性PWM逆变器是一种在单极性PWM逆变器基础上增加零电平操作的改进型逆变器。
它在正半周的开关器件导通和关断之外，还加入了与正半周相反的负半周开关器件的操作。
通过调节正负半周开关器件的导通和关断时间比例，可以进一步改变输出波形的形状和峰值。
多电平PWM逆变器是一种更为高级的逆变器，它通过增加开关器件的电平数目，使得输出波形更加接近正弦波。
多电平PWM逆变器可以采用多种调制方法，如SPWM调制、SVPWM调制和DPWM调制等。
其中，SPWM调制是最常用的一种方法，通过逐渐增加脉冲的脉宽从而逼近正弦波的形状。
SVPWM调制是一种在SPWM调制的基础上进一步优化的方法，可以实现更高的输出电压质量和更低的谐波含量。
DPWM调制则是一种在负载波形变化较小时可以使用的简化调制方法。
高电压技术 第３９卷第１１期２０１３年１１月３０日Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ３０，２０１３三相ＳＶＰＷＭ控制并网逆变器的软启动控制姚志垒１，肖 岚２（１．盐城工学院电气工程学院，盐城２２４０５１；２．南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室，南京２１００１６）摘 要：为解决传统三相空间矢量脉宽调制（ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＳＶＰＷＭ）控制并网逆变器存在的启动冲击电流的问题，提出了一种软启动控制方法。
该方法通过控制三相桥臂输出直交轴参考电压和直交轴参考电流实现三相并网逆变器的软启动。
该文详细阐述了产生启动冲击电流的原因，给出了所提软启动控制方法的具体步骤和流程图，最后对１台１５ｋＶＡ三相ＳＶＰＷＭ控制并网逆变器进行了实验验证，并对实验结果进行了详细分析。
结果表明，提出的软启动控制方法简单，在电网电压平衡的情况下，启动时只与电网直轴电压有关，且无启动冲击电流。
关键词：逆变器；空间矢量脉宽调制；并网；软启动；三相；冲击电流ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６５２０．２０１３．１１．０２５文章编号：１００３－６５２０（２０１３）１１－２７５０－０６基金资助项目：江苏省高校自然科学研究项目（１２ＫＪＢ４７００１３）；“青蓝工程”资助项目（编号略）；省科技创新与成果转化资助项目（ＢＹ２０１２０２１）；国家高技术研究发展计划（８６３计划）（２０１１ＡＡ１１Ａ２４９）。
Ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｊｉａｎｇｓｕ ＨｉｇｈｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（１２ＫＪＢ４７００１３），Ｑｉｎｇ Ｌａｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ，Ｐｒｏ－ｖｉｎｃｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉ－ｎａ（８６３Ｐｒｏｇｒａｍ）（２０１１ＡＡ１１Ａ２４９）．Ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＳＶＰＷＭ－ｂａｓｅｄ Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＩｎｖｅｒｔｅｒｓＹＡＯ Ｚｈｉｌｅｉ １，ＸＩＡＯ Ｌａｎ２（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ ２２４０５１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｔａｒｔ－ｕｐ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ），ａ ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ａｔ ｄａｎｄｑ ａｘｅｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｂｒｉｄｇｅ－ｌｅｇ ｏｕｔｐｕｔ ｗｈｅｎ ａ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｔａｒｔｓ ｕｐ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｉｎｒｕｓｈｃｕｒｒｅｎｔ ａｔ ｓｔａｒｔ－ｕｐ ａｒｅ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ａｎｄ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａ １５ｋＶＡ ＳＶＰＷＭ－ｂａｓｅｄ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｎｄ ｉｓ ｏｎｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｘｉｓ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂａｌａｎｃｅｄ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄ ｎｏ ｓｔａｒｔ－ｕｐ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔｅｘｉｓｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ；ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ）；ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ；ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ；ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ；ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ０ 引言随着化石能源的不断紧缺，全球气温的不断上升以及环境污染的日期加剧，可再生能源由于具有无污染、可再生、清洁安全等特点将逐步替代化石能源［１－３］。
三相电流源型逆变器的改进DPWM算法李昱;董秀成;余小梅;夏焰坤;袁知文【摘要】The traditional three-phase current source inverter is studied,and improved carrier-based modulation strate-gies areproposed,i.e.,DPWMmax,DPWMmin,DPWM0,DPWM1,DPWM2,and DPWM3,which are collectively referred to as DPWMx.By comparing the instantaneous magnitude of three-phase sinusoidal reference current,the zero-sequence component that should be added to the three-phase sinusoidal reference current is calculated.Meanwhile,a trigger mode signal m is introduced to reduce the harmonic content of outputpared with the traditional SVP-WM method and multi-carrier modulation method,the proposed method can minimize the switching loss to a great ex-tent,and reduce the harmonic content of output current at the same time.In addition,there is no need for complex trigo-nometric operations.The effectiveness and advantage of this method are verified by simulation result.%对传统三相电流源型逆变器进行了分析研究,提出了改进的基于载波的DPWMmax、DPWMmin、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3(统称为DPWMx)调制策略.该方法通过比较三相正弦参考电流的瞬时大小关系,计算出需要注入到三相正弦参考电流中的零序分量,并引入触发模式信号m,以减小输出电流的谐波含量.与传统的SVPWM方法和多载波调制方式相比,该方法可以最大程度地降低开关损耗,同时该方法可以降低输出电流的谐波含量,且无复杂的三角函数运算.仿真结果证实了该方法的正确性和优越性.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)003【总页数】8页(P118-125)【关键词】电力电子;脉宽调制;电流型逆变器;零序分量;统一PWM调制【作者】李昱;董秀成;余小梅;夏焰坤;袁知文【作者单位】西华大学电气与电子信息学院,电力电子节能技术与装备重点实验室,成都610039;西华大学电气与电子信息学院,电力电子节能技术与装备重点实验室,成都610039;西华大学电气与电子信息学院,电力电子节能技术与装备重点实验室,成都610039;西华大学电气与电子信息学院,电力电子节能技术与装备重点实验室,成都610039;西华大学电气与电子信息学院,电力电子节能技术与装备重点实验室,成都610039【正文语种】中文【中图分类】TM464逆变器主要分为电压型逆变器VSI（voltage source inverter）[1-2]和电流型逆变器 CSI（current source inverter）[3-4]。
J Shanghai Univ(Engl Ed),2008,12(6):560–564Digital Object Identifier(DOI):10.1007/s11741-008-0617-1The improved PAC method for a three-phase PWMgrid-connected inverterLI Jie( ),MA Yi-wei( ),CHEN Guo-cheng( ),WANG De-li( ),YU Jun-jie( )Shanghai Key Laboratory of Power Station Automation Technology,Shanghai University,Shanghai200072,P.R.China Abstract In this paper,a vector regulating principle of the phase and amplitude control PAC method for three-phase grid-connected inverters is presented.To solve the problem of heavy inrush current and slow dynamic response when system starts up,the starting voltage prediction control and the current feed-forward control are proposed and used,which improve the dynamic performance of the system in the PAC.The experimental results carried out on a three-phase grid-connected inverter proved the validity of the proposed method.Keywords three-phase pulse width modulation(PWM)grid-connected inverter,phase and amplitude control(PAC),starting voltage prediction control,current feed-forward controlIntroductionThree-phase pulse width modulation(PWM)grid-connected inverters can realize feeding electric energy to grid with unity power factor without harmonious pollution.Therefore,it can be applied to many situa-tions,such as solar photovoltaic generation,wind power generation and the energy-regeneration application[1−2]. The current control methods of three-phase PWM grid-connected inverters can be divided into two sorts,the direct current control and the indirect current control.The direct current control includes the hysteresis cur-rent control,the space-vector control,etc.[3−4]These methods can obtain faster current response,but the con-trol structure and algorithm are comparatively complex. The indirect current control is also called the phase and amplitude control(PAC).It has advantages that thecontrol is simple without current feedback and its cost is low[5−6].However,comparing with the direct current control,its current dynamic response is not very fast. Recent research about PAC mainly involved in improv-ing the dynamic performance of the system in operationand design of system parameters[2,7].None of them re-fer to improving startup the dynamic performance of the system.However,in some situations(such as eleva-tors and port machines),grid-connected inverters have to start and stop frequently.The dynamic performance of the system in startup makes an important impact on the quality of electric power fed into grid.In this paper,based on the research concerned[7−8], a15kW three-phase PWM grid-connected inverter us-ing PAC is designed.Moreover,to solve the problem ofheavy inrush current and slow dynamic response when system starts up,the starting voltage prediction controland the current feed-forward control are presented.The experimental results proved the validity of the proposed methods.1Structure of main circuit and operat-ing principle1.1Structure of main circuitThe main circuit structure of a three-phase PWM grid-connected inverter consists of a bridge rectifier made up of six IGBTs with anti-parallel diodes,DC linkcapacitance and series inductances.As shown in Fig.1,The AC output ports of the sys-tem are directly connected to the gird,while the DC in-put ports are connected to E G(E G is a renewable power supply)in series with an isolation diodes V D which en-sure the energy can onlyflow into the grid.Before the system runs,all the IGBTs(V1∼V6)are blocked.En-ergy can’t be fed into the grid and the supply-side cur-rent is zero.After the system runs,the DC link voltage is held on the set voltage by controller and all the IGBTs are switched on or offby the given PWM rule.Then en-ergy is fed into the grid.Received Nov.21,2007;Revised Apr.15,2008Project supported by the Shanghai Education Committee Scientific Research Subsidization(Grant No.05AZ30),and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(Grant No.20060280018)Corresponding author CHEN Guo-cheng,Prof.,E-mail:gchchen@J Shanghai Univ (Engl Ed),2008,12(6):560–564561Fig.1Main circuit of a three-phase PWM grid-connected inverter1.2Summary of PACOne of the control requirements of the three-phase PWM grid-connected inverter is that energy can be fed into grid with unity power factor,which means the angle between phase current and phase voltage must always be kept 180◦as well as possible.The other is controlling the DC link voltage availably and making it follow the set voltage closely.In order to reach these requirements,PAC is used in this paper.In the PAC,the amplitude and the phase of PWM modulation wave are controlled members.Therefore,the voltage on crunode R ,S ,T are controlled directly and phase current I r ,I s ,I t are changed indirectly to keep their phase opposite to grid voltage.Fig.2shows the equivalent circuit of phase R.In the figure,phasor E R represents grid voltage of phase R,phasor U R is the fundamental wave component of voltage on R ,R R is the distributed resistance,and L is the phase R inductance between grid andIGBTs.E R 'Fig.2Equivalent circuit of phase RAssuming that the current direction from grid to IG-BTs is positive and the distributed resistance R is omit-ted since it is very small,we can get the voltage pha-sor diagram of the three-phase PWM grid-connected in-verter shown in Fig.3.(a) Q < 0(b) Q = 0xFig.3Vector diagram of the three-phase grid-connected in-verterIn Fig.3,αis the control angle,ϕis the factor angle,and U x is the voltage on inductance.Fig.3(a)shows theenergy feedback status while Q <0(Q denotes reactive power).If U R is adjusted,the system operation status will change as well.As shown in Fig.3(b),when U R is in a suitable value,Q will be equal to 0.Unity power factor energy feedback is realized.In order to raise DC link voltage utilities,the three-phase PWM grid-connected inverter uses an optimum sine modulation waveform.When the modulation index M =1[9],the peak value of the R ,S ,T line voltage is E d .Therefore,we can getu R =(ME d /√3)sin(ωt −α).(1)Supposee R =√2E R sin ωt,(2)where,e R is the phase R grid voltage and E R is its root mean square (RMS)value.According to the law of conservation of energy,the input power and output power of the system are balanceable.Therefore,it can be obtained that 3E R I R cos ϕ+E d I d =0,(3)where I R is the RMS value of current of phase R.When cos ϕ=−1,we can get I R =E d I d3E R.(4)The RMS value of voltage on the inductance is U x =ωLI R =ωLE d I d3E R.(5)According to (1),(2)and (5),the amplitudes of U R ,E R and U x are ME d √3,√2E R and √2ωLE d I d /(3E R ).When the renewable power supply changes,DC link voltage E d and current I d will change as well.How-ever the voltage phasor triangle can be kept right-angle,unity power factor feedback can be realized and the DC link voltage can be controlled availably through adjust-ing the modulation index M and the control angle α.2Improvement of startup dynamic per-formanceThe PAC strategy has a simple structure and good static performance.But when we apply the strategy to some situations,in which the system starts and stops frequently,the dynamic performance of the system must be improved.Therefore starting the voltage prediction control and the current feed forward control based on the PAC strategy is proposed and used in the three-phase PWM grid-connected inverter.562J Shanghai Univ(Engl Ed),2008,12(6):560–564 2.1Starting voltage prediction controlBefore the system starts up,the switchs V1∼V6are blocked and the phase current equals to zero.Whenthe system starts up,the amplitude of phasor U R andthe phase angle between it and E R decide the magni-tude of inrush current and the length of regulation time.Therefore,the set value ofαand M at the starting timeis extremely important.The unity power factor start-ing can be realized if the initial value is set correctly.Ifit is unsuitable,the system is unable to enter the sta-ble state quickly and will produce inrush current,whichis several times larger than rating current and can de-stroy the power components.The starting voltage pre-diction control is a method that utilizes the parametersdetected before starting to calculate the ideal referencevalue which is used as the initial set value.Assume the set start voltage is E∗d.According to thephase relationship of right-triangle in Fig.3(b),we canget⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩tanα=√2ωLE∗d I d3E R1√2E R,cosα=√2E R√3ME∗d.(6) At the time the system has not started up,all of thecurrent on DC link is infused into the capacitance and the current is in proportion to the change rate of DC link voltage.I d can be expressed asI d=C d E dd t.(7) Substituting(7)into(8)yields⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩tanα=ωLCE∗d d E d d t3E2R,M=√6E RE∗d cosα.(8)Suppose thatαis small,we get tanα≈k1α,cosα≈1−k2αafter linear approximation,where k1,k2are lin-ear coefficients.Then(8)can be expressed as⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩α=k3d E dd t,M=√6E RE∗d(1−k2α),(9)where k3≈ωLCE∗d3E2R k1.Based on(9)we can get the set value of the initial control angleαand the modulation depth M for keeping unity factor when system starting.2.2Current feed-forward controlDuring the course of the system starting up,only when the operating point moves near the vertical line in Fig.3(b),can the dynamic response time be shortest.As shown in Fig.4,the ideal operating point A of the system is gained through calculating(9).When the system starts up,the supply-side current gradu-ally increases from zero.The system doesn’t operate at the ideal operating point A but produces overshoot, because the dynamic response of current in PAC is com-paratively slow.At that moment,the added current is provided by capacitance C,which results in the falling of DC link voltage.Operating point of the system also moves from A to B.In order to make the system op-erating point come back to A,the current should be decreased.The output DC link current of the system at the next controllable state is expressed asΔI d=Cd E dd t.(10)Fig.4Voltage phasor diagram of regulation processIt can be known from tangent relation of triangle in Fig.3(b)that the variety of R phase current isΔI R=E RωL[tan(α+Δα)−tanα].(11) SinceΔαis small,(11)is linearized asΔI R≈E RωLm1Δα,(12) where m1is the linear co-efficient.Considering energy balance between AC side and DC side of the converter, we have3E RΔI R=E dΔI d.(13) Substituting(10)and(12)into(13)yieldsΔα=ωLCE d3E2R m1d E dd t,(14)based on the triangle illustrated in Fig.3(b),we can getI R=ME d√6ωLsinα.(15)In the new static state,the output phase current I R+ΔI R isI R+ΔI R=(M+ΔM)E d√6ωLsin(α+Δα),(16)J Shanghai Univ(Engl Ed),2008,12(6):560–564563 so that the increasing powers in both sides areE dΔI d=3E RΔI R=3E R E d√6ωL[(M+ΔM)·sin(α+Δα)−M sinα].(17) Substituting(10)into(17),we can getΔM=−M[sin(α+Δα)−sinα] sin(α+Δα)+√6ωL3E R sin(α+Δα)C d E dd t.(18)SinceΔαis small,(19)can derive from(18)by lin-earizing and omiting the second portion of(18)for its smallness.ΔM≈−m2MΔαsin(α+Δα),(19)where m2is the linear coefficient.It can be known from (14)and(19)that the changes of DC link voltage can be transformed intoΔαandΔM,which are added tothe outputs of PI regulators in the next step to improve the dynamic response.3Control system configurationFig.5shows the control system configuration of thethree-phase grid-connected inverter.In order to de-crease the dependence of control angleαand modulation depth M on system parameters and increase stabilityand anti-disturbance ability of the system,two closed loops are used.The control algorithm is implementedusing a TMS320LF2407A DSP of TI.By detecting line voltage u ST and phase current i R,power factor angleϕcan be obtained after phase discrimination.It is usedin PI regulator and transformed into control angleαfor phase control.By detecting DC link voltage E d,the voltage offsetΔE d used in PI regulator is obtained and transformed into the modulation depth M for voltage control.When the system has not started,(9)is used to predict the starting voltage.After the system stars up,the feed-forward values calculated by(14)and(19) are added to the output of PI regulators to improve the dynamic response.4Experimental resultFig.6shows the waveforms of the output voltage and the current in the experiment.The experimental param-eters are that the set start DC link voltage is670V,DC link voltage in static status is620V,and carry wave fre-quency is5.3kHz.DC link voltage has not yet achieved 670V in initial several periods in Fig.6and the sys-tem hasn’t started to work,so the output current is0. When the voltage achieved the set start value,the sys-tem starts to operate.Fig.5Control system configuration of a three-phase grid-connected inverterFig.6Experimental results when system startingFig.6(a)shows the waveform of the supply-side volt-age and the current without starting voltage prediction control and current feed-forward control.It can be seen that there is biggish inrush current and time of current regulation upwards of2s.Fig.6(b)shows the waveform of the supply-side voltage and the current with starting voltage prediction control.There is no biggish inrush current,but the time of current regulation is long all the same(upwards of300ms).Fig.6(c)shows the waveform of the supply-side voltage and the current with starting564J Shanghai Univ (Engl Ed),2008,12(6):560–564voltage prediction control and current-feed forward con-trol.Obviously,the inrush current is very small and the time of current regulation is short (less than 50ms).Fig.7shows the waveforms of grid phase R voltage and the current when the system goes into the stable state.It can be seen that the phase angle between the output current and the grid voltage is very close to 180◦.The current waveform approaches sine wave.The power factor is larger than 0.99.The voltage shown in Fig.7has a distortion nearby the peak of the waveform.It is caused by grid voltage with lots of harmonic instead of the controlstrategy.Fig.7Experimental results in stable state (10ms/div)5ConclusionTraditional three-phase grid-connected inverters based on the PAC generally have heavy inrush current and slow dynamic current response when starting up.This paper presents a starting voltage prediction control and current feed-forward control method to improve the dynamic performance of the system.The experimental results demonstrated that the system has got the fea-tures of the unity power factor energy feedback,DC-link voltage controllability,no inrush current and stable performance.References[1]Wang H N,Su J H,Zhang G R, et al .Unitivecontrol of PV grid-connected generation and reactivecompensation [J].Transactions of China Electrotechni-cal Society,2005,20(9):114–118.[2]Zhang C H, Li K, Du C S, et al.An energy-feedback control system of inverter based on phase and amplitude control [J].Transactions of China Elec-trotechnical Society,2005,20(2):41–45.[3]Wu R,Dewan S B,Slemon G B.A PWM AC-to-DC converter with fixed switching frequency [J].IEEE Transactons on Industry Applications,1990,26:880–885.[4]Kazmierkowski M P,Malesani L.Current controltechniques for three-phase voltage-source PWM con-verters:a survey [J].IEEE Transactions on Industry Electronics,1998,45(5):691–703.[5]Tokuo O.Three-phase voltage fed type PWM powerconverter by means of power factor control [J].The Transactions of the Institute of Electrical Engineering of Japan,1990,110(7):821–830.[6]Dixon J W,Ooi B T.Indirect current control of aunity power factor sinusoidal current boost type three-phase rectifier [J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,1988,35(4):508–515.[7]Qu K Q,Chen G C,Sun C B.A PAC based currentfeed forward control for three-phase PWM voltage type converter [J].Journal of Shanghai University (English Edition),2004,8(1):90–95.[8]Qu K Q,Chen G C,Sun C B.A PAC based three-phase zero-voltage soft-switching PWM converter [J].Transactions of China Electrotechnical Society,2005,20(2):41–45.[9]Chen G C,Jin D H.Inverter output characteristic bymeans of optimum PWM modecontrol [C]//Proceed-ing of the 1st Chinese Academic Conference on Variable Speed AC Drives,1989:204–207.(Editor CHEN Hai-qing)。
