组合式三相逆变器同步控制方法

1. 介绍三相逆变器三相逆变器是一种电力电子设备，可以将直流电转换为交流电。

它通常由六个功率晶体管组成，其工作原理是通过控制这些晶体管的通断来实现对直流电的变换。

在电力系统中，三相逆变器广泛用于电动汽车、风力发电机、太阳能发电系统等领域。

2. 并联运行的优势三相逆变器并联运行可以提高系统的可靠性和容量。

当一个逆变器出现故障时，其他逆变器仍然可以继续工作，从而保证了整个系统的稳定运行。

并联运行还可以增加系统的输出容量，满足大功率应用的需求。

3. 关键技术1：功率分配在三相逆变器并联运行中，功率分配是一个非常关键的技术。

通过合理地分配每个逆变器的输出功率，可以确保系统的功率平衡，避免出现单个逆变器过载的情况。

功率分配的算法需要考虑逆变器的性能参数、负载情况以及系统运行状态等因素。

4. 关键技术2：同步控制为了保证多个逆变器能够协同工作，需要进行同步控制。

同步控制可以确保系统中各个逆变器的输出波形相位一致，避免出现电网干扰或者电磁干扰。

现代的三相逆变器通常采用高精度的时钟信号和同步控制算法来实现逆变器之间的同步。

5. 关键技术3：通信互联在并联运行的三相逆变器系统中，逆变器之间需要进行通信互联，共享系统信息并实现协同控制。

通信互联需要考虑通信协议的选择、通信速度的匹配以及通信网络的可靠性等因素，以确保系统运行的稳定性和可靠性。

6. 应用领域1：电动汽车充电系统电动汽车充电系统通常采用三相逆变器并联运行技术，以提高充电效率和可靠性。

通过并联多个逆变器，可以实现对电动汽车的快速充电，同时还可以实现故障容错和系统稳定运行。

7. 应用领域2：太阳能逆变系统在太阳能发电系统中，三相逆变器并联运行可以提高系统的输出容量和稳定性。

通过多个逆变器的并联运行，可以有效地提高光伏发电系统的整体效率和可靠性，满足不同地区和不同负载条件下的需求。

8. 应用领域3：风力发电系统风力发电系统中通常采用多台三相逆变器并联运行的方式，以应对风力发电机输出功率的波动和不确定性。

2008年8 月电工技术学报Vol.23 No.8 第23卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2008大功率组合式三相逆变器对称输出控制权建洲1, 2尹周平1熊有伦1吴胜华2（1. 华中科技大学机械学院武汉 4300742. 空军雷达学院电子对抗系武汉 430019）摘要为了满足大功率高性能三相电源的需要，针对组合式三相逆变器结构特点，提出了一种正弦脉宽相位调制的控制策略，在各相电压、电流瞬时值双环独立控制基础上，通过电压、相位外环分别对各相参考正弦的脉宽和相位调制，有效地解决了三相电压的幅值和相位的对称性问题。

仿真和12 kW的整机实验证明了方案的正确性，并获得了满意的效果。

关键词：不平衡负载三相对称性锁相环正弦脉宽相位调制中图分类号：TM464Symmetrical Output Control for Three-PhaseHigh Power Combined InverterQuan Jianzhou1, 2 Yin Zhouping1 Xiong Youlun1 Wu Shenghua2（1. Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China2. Air Force Radar Academy Wuhan 430019 China）Abstract In order to meet the growing demands for high power and high performance three-phase combined inverter, sine pulse width and phase modulation（SPWPM）control strategy is proposed. A sine pulse width and phase modulation is carried out by using a voltage-loop and phase- loop respectively in each phase, which ensures the symmetry in output voltage and output phase to the inverter. Simulation and experiment results of 12kW three-phase inverter show that the circuit design is feasible.Keywords：Unbalanced loads, three-phase symmetry, PLL, sine pulse width and phase modulation1引言三相正弦波逆变电源为负载提供优质对称的三相电能是应具备的基本特性之一，随着应用和技术的发展，对这种品质的要求越来越高，常规的三相逆变电源在三相负载平衡时，可以获得比较好的输出特性。

三相逆变器控制策略
三相逆变器的控制策略有很多种，常见的包括：
1. 同步控制策略：通过计算三相电网的电压和频率，实时调整逆变器的输出电压和频率，使其与电网同步，从而实现电能的传输和互联。

2. PI控制策略：通过调整逆变器输出电流的PI控制器的参数，控制逆变器输出电流与电网电流的匹配度，从而保持逆变器输出功率的稳定性。

3. MPPT控制策略：通过实时监测逆变器的输出电压和电流，并计算功率曲线的最大点（MPPT点），调整逆变器的工作点，使其运行在最大功率点附近，提高逆变器的转换效率。

4. PWM控制策略：采用脉宽调制（PWM）技术，调节逆变器的输出电压和频率，控制逆变器输出波形的质量，减少谐波和失真。

5. 滞环控制策略：通过对逆变器的输出电流进行滞环控制，实现对逆变器输出功率的限制，确保逆变器在额定功率范围内工作。

以上策略通常可以根据具体的控制需求进行组合和调整，以满足不同的应用要求。

三相逆变器并联控制主从控制策略1. 引言1.1 概述本文旨在研究并探讨三相逆变器并联控制主从控制策略。

随着电力系统的快速发展和需求增加，三相逆变器在可再生能源领域以及工业应用中得到了广泛应用。

同时，并联控制作为一种提升系统性能和可靠性的手段，也受到了越来越多的关注。

因此，通过深入了解三相逆变器控制策略以及主从控制原理，进一步研究并验证并联控制的必要性与优势，对于提高电力系统的效率和可靠性具有重要意义。

1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。

首先，在引言部分，我们将概述文章的背景和意义，并对文章内容进行简要介绍。

接下来，在“二、三相逆变器控制策略”中，我们会介绍三相逆变器的基本原理，并列举出其他常见的控制策略。

然后，在“三、主从控制策略及其设计原理”一节中，我们将详细讨论主从控制架构的概述、工作原理以及应用范围和局限性。

在“四、实验研究与结果分析”中，我们将介绍实验的设置与测试平台，并对不同并联控制策略的性能进行对比分析。

最后，在“五、结论与展望”部分，我们会总结本次研究的工作成果，并展望未来可能的研究方向。

1.3 目的本文的目的在于提供关于三相逆变器并联控制主从控制策略方面的详细阐述和深入理解。

通过本文内容的阅读，读者将能够了解三相逆变器控制策略的基本原理和常见方法，并深入学习主从控制策略的设计原理以及其在工程领域中的应用。

此外，通过对不同并联控制策略性能进行实验研究与结果分析，读者还可以对这些控制策略的性能进行更加全面地了解和比较。

最终，希望通过本文的撰写能够为相关领域的研究工作提供一定参考价值，并促进该领域技术水平的进一步提高。

2. 三相逆变器控制策略：2.1 三相逆变器基本原理：三相逆变器是一种电力电子设备，用于将直流电源转换为交流电源。

其基本原理是通过控制开关器件的导通和断开来改变输出电压的形式和幅值。

在三相逆变器中，通常采用六个双向开关（IGBT或MOSFET）来实现对正弦波输出的控制。

三相逆变器并联控制技术的研究
三相逆变器并联控制技术是指将多个三相逆变器连接并联，通过集中控制，实现对并联逆变器系统的稳定运行和优化控制。

该技术在可再生能源发电系统中得到广泛应用，特别是在太阳能光伏发电系统和风力发电系统中。

三相逆变器并联控制技术的研究主要包括以下几个方面：
1. 并联逆变器的拓扑结构设计：根据并联逆变器的具体应用需求，设计合适的拓扑结构，包括串并联和平行并联等，以实现多个逆变器之间的互连和分配负载等功能。

2. 并联逆变器的电流共享控制：通过合理的电流共享控制算法，实现并联逆变器中各个逆变器电流的均衡分配，避免因电流不均衡导致系统不稳定。

3. 并联逆变器的输出电压控制：通过集中控制系统对并联逆变器中的输出电压进行监测和调节，保持输出电压的稳定性，确保并联逆变器系统的输出功率质量。

4. 并联逆变器的故障检测和容错控制：设计有效的故障检测和容错控制策略，实现对并联逆变器系统中故障的快速检测和隔离，保证整个系统的可靠性和稳定性。

5. 并联逆变器的通信与协调控制：通过通信系统实现对并联逆变器系统中各个逆变器之间的信息交互和协调控制，实现整个系统的集中控制和优化运行。

当前，并联逆变器控制技术的研究主要集中在逆变器拓扑结构的设计和电流共享控制算法等方面，未来应该进一步深入研究并联逆变器的输出电压控制、容错控制和通信与协调控制等关键技术，以提高并联逆变器系统的性能和可靠性。

组合式三相正弦逆变器控制软件设计‘陈永利霍艳军军械工程学院电气工程系。

河北石家庄,050003摘要介绍了组合式三相逆变器工作原理,阐述了产生三相SPWM波和宾瑰Pl控制的算法,井馨出以DSP实现控制的软件流彝.通过实验.表明利用软件完成对三相逆变嚣控制是可行的.关键词控卅逆变嚣SPWM DSP目前,正弦逆变器的控制通常采用硬件方法和软件方法.但由于硬件固有缺点和不能实施先进的控制策略,致使逆变器的性能不能极大地提高.随着高速微处理器的问世,特别是高速运算、处理和控制能力的DSP出现.使得对逆变器采用新的控制方法成为可能.本文结台三相中频大功率静变电源开发的过程,将重点介绍用DsP实现对组合式三相正弦逆变器的控制方法.一、组合式三相正弦逆变器 ? 组合式三相电路结构示意图如图1所示.组合式三相逆变器由三个单相逆变器组合而成,每耜逆变器采用结构上相互独立面统一控镧的电压型全桥逆变电路.只要控制三相基准正弦波互差120‘,将三台输出的地连在一起作为中线就可以实现三相四线铜的输出,提高对不平衡负载的适应能力.电压型单相全桥逆变原理电路如图2(a所示(图中控制电路及负载只为说明闭环控制原理而画.结合图1.图2可看出,Dc/AC部分由H桥和滤波电路组成,滤去谐波,获得交流电。

DSP控制电路完成对 H轿中开关管的控制,并使输出交流电(电压、频率和波形稳定.图l组台式三相电路结构示意图¨呻圈2电压蕾单相全桥逆变原理电路及波形-奉文为军槭工程学院z006年度科研基金资助.・69・由于采用正弦波调制渡(U|sim啦与三角波载波(幅值为U的正三角渡、频率为珊f相交(如图3而获得的SPwM波具有基波频率为调制渡的频率,基波幅值与调制比M(M=UI/仉成正比关系t谐波含量步等优点‘”.正弦逆变器多采用SPwM控制,利用调制波控翻输出波形频率,调整M来控制输出电压幅值.工作时,DsP控制电路输出12路单极性的SPwM渡实现对各相的独立控制,并使得各相问SPWM渡互差120。

华中科技大学硕士学位论文摘要大功率三相逆变电源作为交流供电系统的重要组成部分，广泛应用于电动车、船舶和银行等领域。

而三相逆变器的并联控制技术可以实现冗余供电并提高供电可靠性，是当今逆变电源发展的重要趋势之一。

本文以两台75kV A组合式三相逆变器作为研究对象，采用全数字化控制方式，分别对三相逆变器的波形控制技术与并联控制技术进行研究。

首先，针对组合式三相逆变器的波形控制，分别建立主电路在不同坐标系下的数学模型，并推导其主电路框图和传递函数。

重点分析了数字控制中规则采样SPWM 等效引入的1.5拍控制延时。

波形控制采用同步坐标系下PI与重复控制并联结构的复合控制策略，分别分析了PI控制器与重复控制器的原理，并给出相应的控制器参数设计方法。

分析了重复控制器对谐波的抑制原理，考察了复合控制系统的稳定性，并通过仿真对复合控制器的性能进行了验证。

其次，针对组合式三相逆变器的并联控制，建立了逆变器并联的等效数学模型，对环流与输出功率进行了定量分析。

采用基于输出有功和无功功率的主从并联控制策略，各逆变器模块分别根据输出有功功率差与无功功率差来调节参考电压的幅值与相位，从而实现功率均分。

然后，为了解决基于同步母线的同步方法容易受到电磁干扰与传输距离较短的问题，本文研究了基于CAN总线的并联控制方案。

通常逆变电源的并联系统皆配置了CAN总线，在不增加硬件开销的基础上，利用一路CAN总线同时实现输出电压的同步信号与功率信号的传输，并对通信延时进行了分析。

实验结果表明此种方法抗干扰能力强且同步效果良好。

最后，设计了容量为75kV A组合式三相逆变器原理样机，并对本文设计的波形控制器和并联控制器进行实验验证。

实验结果表明复合控制策略的波形控制技术与基于CAN总线的并联控制技术的有效性。

关键词：组合式三相逆变器，重复控制，复合控制，并联控制，CAN总线华中科技大学硕士学位论文AbstractAs an important part of AC power supply,three phase inverter is widely used in the field of electric vehicles,shipbuilding and banks.The parallel control technology of three phase inveter can make power supply redundant and high-capacity,which is one of inverter’s development trends.In this paper,with two 75kV A combined three phase inveters as a research object,research on the waveform control technology and the parallel control technology was carried out.First,according to the waveform control of the combined three phase inverter, the mathematical models in different coordinate systems of three phase inverter were established.Those models were continuous-time state space model,the transfer function model and the block diagram model. The 1.5 beat control delay introduced by asymmetric sampling SPWM was emphatically analyzed.This paper mainly study the composite control strategy of PI control plus repetitive control. The principle of PI controller and repetitive controller was analyzed, and the corresponding controller design method was given.And then,the principle of repetitive controller for harmonic suppression was analyzed and verified by simulation.Second,according to the parallel control of the combined three phase inverter,the mathematical models of circulating current and output power of parallel system were established.Parallel control strategy based on the average active and reactive power control is used.The loop of average power regulates the phase and mangnitude of output voltage according to the output active and reactive power difference.CAN bus is responsible for the synchronization of each inverter’s voltage reference and the transmission of the output active and reactive power signal.Finally,the experimental verification is realized in two 75kV A combined three phase inverters.The experimental result verifies the feasibility of voltage waveform control and parallel control scheme of high power three phase inverter.Key words：Combined Three Phase Inverter,Repetitive Control,Composite Control Stategy,Parallel Control,CAN bus华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1绪论 (1)1.1大功率逆变器的研究背景 (1)1.2逆变器波形控制技术的研究现状 (2)1.3逆变器并联运行技术的研究现状 (4)1.4本文的主要研究内容 (5)2基于复合控制策略的逆变器波形控制技术研究 (7)2.1逆变器的数学模型 (7)2.2数字控制延时分析 (12)2.3基于复合控制的波形控制器设计 (14)2.4仿真验证 (26)2.5本章小结 (31)3 基于CAN总线的主从式逆变器并联系统研究 (32)3.1逆变器并联的数学模型与环流分析 (32)3.2基于有功和无功功率的并联控制器设计 (36)3.3CAN总线通讯设计 (40)3.4本章小结 (44)4逆变器单机与并联运行的实验研究 (45)4.1主电路设计 (45)4.2控制电路设计 (48)4.3程序设计 (50)4.4单机实验验证 (51)华中科技大学硕士学位论文4.5并联实验验证 (55)4.6本章小结 (57)5总结与展望 (58)5.1全文总结 (58)5.2未来工作展望 (59)致谢 (60)参考文献 (61)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 大功率逆变器的研究背景目前全球能源市场正处在转型期，能源结构正在向更清洁、更低碳的燃料转型。