逆变电源并联控制综述
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逆变器并联系统的控制策略研究逆变器并联系统的控制策略研究主要涉及逆变器的运行控制和并联系统的协调控制两个方面。
逆变器的运行控制策略研究主要包括以下几个方面:1. PWM控制策略:通过调节逆变器的开关频率和占空比实现输出电压的控制,常用的控制策略有Carrier-Based PWM、Space Vector PWM等。
2. 控制模式选择:逆变器可以采用直流电流控制、直流电压控制或者交流电流控制等多种控制模式。
不同的控制模式适用于不同的应用场景,需要根据具体要求选择合适的控制模式。
3. 控制方式选择:逆变器的控制方式可以采用闭环控制或者开环控制,闭环控制可以提高系统的稳定性和动态性能,但增加了系统的复杂性和成本。
4. 多电平逆变控制策略:多电平逆变控制策略可以通过增加逆变器的电平数来提高输出波形质量,降低谐波含量,常用的控制策略有多电平对称调制、多电平与合成等。
并联系统的协调控制策略研究主要包括以下几个方面:1. 功率分配策略:在并联系统中,各逆变器的功率分配对于系统的正常运行至关重要。
常用的功率分配策略有平均负载功率法、功率最大电流法、功率分配比例法等。
2. 电流共享控制策略:并联系统中的逆变器需要实现电流共享,即各逆变器的输出电流要保持一致。
常用的电流共享控制策略有主从控制、自适应控制等。
3. 故障容错控制策略:并联系统中的任何一个逆变器出现故障都会对整个系统产生影响,因此需要具备故障容错的能力。
常见的故障容错控制策略有失效检测与切换、故障恢复等。
4. 智能化控制策略:随着智能化技术的发展,可以利用人工智能、模糊控制、神经网络等方法对并联系统进行智能化控制,提高系统的性能和稳定性。
以上是逆变器并联系统控制策略研究的一些主要内容,研究人员可以根据具体需求选择合适的策略进行研究。
详解实例基于无主可并联逆变电源的控制技术
引言
随着国内电力工业的不断发展,发电厂、变电站在故障情况下要求不间断电源供电的交流负荷越来越多,对交流供电质量和交流供电的可靠性的要求也越来越高,因此如何提高逆变器的供电质量和供电可靠性是逆变器研究的重点。
逆变电源的并联策略有很多,有主从结构,用电压型逆变器作为主模块控制系统电压,电流型逆变器提供负载电流。
有对等式,并联的各个逆变器结构功能相同,相互间有信号的传递,但不存在隶属关系。
还有基于有功无功调节的无连线并联方式。
随着控制技术的发展,高速数字处理芯片DSP的出现,实现高质量的交流输出已经不成问题;但是如何实现逆变器的冗余设计依然是困扰开发者的主要问题,目前市场上流行的逆变器的并联技术是采用系统监控器统一产生SPWM信号进行同步和负载均分的,这种逆变器的技术缺点是:单逆变器不能工作,必须配和系统的监控器才能工作,因此小系统的性能价格比不高;系统的可靠性取决于系统监控器的可靠性,监控器一旦损坏,整个系统将瘫痪;交流输出不能短路,短路将会造成逆变器烧毁的危险。
逆变电源并联技术Parallel Strategy of Inverter陈 宏 胡育文(南京航空航天大学航空电源科技重点实验室 210016)Chen Hong Hu Yuwen (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 210016 China) 摘要 逆变器并联是提高电源系统可靠性,扩充系统容量的有效方式。
本文介绍了逆变电源并联的原理、技术要求和特点。
对当前采用的逆变电源并联方案进行了总结和分类。
在此基础上详细分析了各种并联方案的特点和内在关系,指出了逆变电源并联技术的发展趋势。
关键词:逆变电源 并联 环流中图分类号:TM464Abstr act The parallel operation of inverter is not only a very useful method to increase the capac 2ity of power system,but also a good way to improve reliability of it 1This paper introduces the princi 2ple of inverter .parallel operation 1Several methods are summed up and classified 1Features and problems of these strategies are discussed and inner relationship has been described 1The developing process of in 2verter .s parallel is shown clearly in this paper 1Keywor ds:Inverter,parallel,circumfluence陈 宏 男,1972生,博士研究生,研究方向为电力电子与电力传动。
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。
可并机的逆变电源1 引言信息技术的迅速发展,对供电系统的容量、性能和可靠性要求越来越高,也推动着电力电子技术的研究不断深入。
多模块并联实现大容量电源被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。
对于实现大容量的逆变电源,同样也可以采用并联技术。
由于逆变电源常采用新型全控功率开关器件构成单元模块,受功率开关器件容量限制,单个逆变电源模块的容量是十分有限的,通过多个模块并联进行扩容,不仅可以充分利用新型全控功率开关器件的优势,减少系统的体积,降低噪声,还可以提高系统的动态响应速度和逆变电源变换器的通用性。
1.1 逆变电源并机的原理交流电源间的并联运行远比直流电源并联运行复杂,由于是正弦波输出,必须要解决以下问题:(1)两台或多台投入运行时,相互间及系统的频率、相位、幅度必须达到一致或小于容许误差时才能投入,否则会引起系统不稳定或各逆变器间产生环流。
(2)并联工作过程中,各逆变电源输出必须保持一致,否则,频率微弱差异的积累将造成系统输出幅度的周期性变化和波形畸变,相位不同使输出幅度不稳。
(3)均流要求高。
均流包括有功和无功均流,即功率的平均分配包括有功功率和无功功率的平均分配。
(4)故障保护。
除单机内部故障保护外,当均流或同步异常时,要将相应有故障的逆变器模块切除,确保系统的稳定。
解决上述问题的关键是解决均流问题,鉴于此,我们采用有功和无功并联控制方式。
该控制方式实际上是实现并联功率偏差控制。
当并联逆变电源单元出现输出有功和输出无功不一致时,逆变电源将检测出本单元模块的有功或无功偏差值,来调节逆变电源单元输出电压的相位和幅值,保证每一个逆变电源单元输出的有功无功相等,达到均流的目的,图一是两个逆变电源并联给负载供电的电网络模型。
逆变电源1的输出有功P1和无功Q1分别为:P1 = E1Usinδ1/ XQ1 = (E1Ucosδ1-U2) / jX逆变电源2的输出有功P2和无功Q2分别为:P2=E2Usinδ2/ XQ2= (E2Ucosδ2-U2) / jX由上式可知,有功的大小主要取决于功率角δ,无功的大小主要到决于逆变电源的输出幅值E1和E2,因此可以通过调节功率角δ来调节输出有功功率的大小,通过调节逆变电源单元输出电压的幅度来调节无功的大小,从而可实现各输出电源模块的均流。
一种基于分布式的逆变电源并联控制技术及实现
逆变电源的并联技术是提高逆变电源供电可靠性和扩大供电容量的重要技术手段。
当前大容量的逆变电源的发展趋势是采用新型全控高频开关器件构成逆变电源模块单元,再通过多个模块并联进行扩容。
这样可以提高逆变电源模块的通用性和灵活性,使系统设计、安装、组合更加方便,同时增加系统的冗余性和可靠性。
交流电源间的并联远比直流电源并联运行复杂,由于其正弦波输出,逆变电源的并联需要满足5项条件,即相同的电压、频率、波形、相位和相序,只有这样才能消除环流、均分负载功率,达到最佳的运行状态,真正实现逆变电源并联。
目前,逆变电源并联控制方式一般分为集中控制、主从控制、分布式控制、3C控制和无互连线独立控制5种控制策略。
在现有的各种控制方式中,集中控制、主从控制在实际应用中都有一定的应用,但由于并联控制电路故障可能会引起整个系统故障停机,所以应用受到一定的限制。
3C控制实际上是对分布式控制的一种改进,而无互连线控制与实际应用有一定的差距,所以分布式控制相对有一定的优势。
分布式控制并联控制策略
1、分布式控制的概念
分布式控制技术又称分散逻辑控制,将系统的各个中心环节的控制权进行分散化和独立化,实现系统中各个单元的独立工作。
这种控制方式可实现真正的冗余并联,有1个模块故障退出时,并不影响其他模块的并联运行;可靠性高、危险性分散、功能扩展容易等良好的特性已在众多领域中得到了广泛应用;成为计算机系统发展的主要方向之一,是一种比较完善的分布式智能控制技术。
同型号逆变器并联的方法
同型号逆变器并联的方法有多种,以下是其中的两种常见方法:
方法一:直接并联法
1. 将两台逆变器并排放置,确保逆变器之间的间距足够。
2. 将并联用逆变器的输出端口连接在一起,使用相同的接线方式和连接器。
3. 将并联用逆变器的输入端口分别接入电源和负载,以确保逆变器可以正常工作。
4. 按照逆变器操作说明书的要求,依次启动两台逆变器,调节输出电压和频率,使其与电网或负载相匹配。
5. 将并联用逆变器接入电网或负载,根据实际情况,调节电源电压和负载电流,使逆变器正常工作,并保持逆变器输出功率平衡。
方法二:智能并联法
智能并联法利用智能控制技术,对所连接的逆变器进行监测和控制,以保证各逆变器输出电压、电流等参数的一致性,实现逆变器的稳定并联。
具体操作步骤可能因逆变器的型号和控制系统而异,建议参考逆变器的使用说明书或咨询专业人士。
需要注意的是,逆变器并联使用时必须保证相位和电压同时相同时才可以,否则将会烧毁逆变器。
同时,逆变器并联时,极性必须接对,即正极接正极,负极接负极。
此外,连接线线径必须足够粗,并且应尽可能减少连接线的长度。
总之,逆变器并联使用需要遵循一定的操作步骤和注意事项,以确保逆变器的正常运行和安全性。
如果不确定如何进行并联操作,建议咨询专业人士或参考逆变器的使用说明书。
微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究微网是一种以分布式电源为主要组成部分的小型电力系统,具有较高的可靠性和灵活性。
而逆变器作为微网中的重要设备,将直流电转换为交流电,为用户提供稳定的电能供应。
在微网中,由于逆变器的数量较多,存在着并联控制的需求,以实现逆变器之间的协调工作。
本文将介绍微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究。
首先,需要明确并联控制的目标。
在微网中,逆变器的并联控制旨在实现电能的均衡分配,避免出现过负载或过电压的情况。
同时,还要保证微网系统的稳定运行和可靠性。
为了实现这些目标,研究者提出了多种并联控制策略。
一种常用的并联控制策略是基于功率控制的方式。
这种策略通过监测微网中各逆变器的输出功率,根据功率的大小进行分配。
当某一逆变器的输出功率超过设定值时,可将多余的功率分配给其他逆变器,从而实现功率的均衡。
这种策略能够有效避免出现过负载的情况,并且能够提高微网系统的整体效率。
另一种并联控制策略是基于电压控制的方式。
在微网中,各个逆变器的电压应保持在一定范围内,避免出现过低或过高的情况。
因此,可以通过监测各逆变器的电压,根据电压的大小进行调整,以实现电压的均衡。
这种策略可以确保微网系统的稳定性和可靠性。
除了基于功率和电压控制的策略,还可以采用基于通信的并联控制策略。
这种策略通过逆变器之间的通信来传递信息,并根据信息进行协调工作。
例如,当某一逆变器的负载发生变化时,可以通过通信告知其他逆变器,从而实现负载的分配。
这种策略能够更加灵活地控制微网系统,适应不同的运行需求。
综上所述,微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究是为了实现电能的均衡分配,保证微网系统的稳定运行和可靠性。
目前已经提出了基于功率、电压和通信的多种策略,每种策略都具有不同的优势。
未来的研究应该进一步深入探讨这些策略的适用性和效果,以提高微网系统的性能和可持续发展综合以上所述,微网分布式电源逆变器的并联控制策略是一种重要的研究方向,旨在实现功率和电压的均衡分配,确保微网系统的稳定性和可靠性。
光伏逆变器并联模式一、什么是光伏逆变器并联模式光伏逆变器并联模式是指在光伏发电系统中,通过将多个光伏逆变器连接在一起,形成并联运行的模式。
这种模式能够提高系统的可靠性、灵活性和效率,是光伏发电系统中常用的一种连接方式。
二、光伏逆变器并联模式的工作原理光伏逆变器并联模式的工作原理如下:1.多个光伏逆变器的直流输入端连接到同一个光伏电池阵列,并行地接收光伏电池组的直流电能。
2.光伏逆变器将直流电能转换为交流电能,并在输出端提供给负载或并网。
3.光伏逆变器之间通过通信协议进行数据交换和协同控制,确保并联运行的稳定性和可靠性。
4.当其中一个光伏逆变器故障或需要维护时,系统可以自动切换至其他正常工作的逆变器,以保证系统的连续供电。
三、光伏逆变器并联模式的优势光伏逆变器并联模式具有以下优势:1.提高系统的可靠性:当某个逆变器故障时,系统可以通过切换到其他逆变器实现恢复,减少停机时间和影响范围。
2.提高系统的灵活性:并联模式可以根据系统的需求灵活地增加或减少逆变器的数量,以适应光伏电池阵列的变化和系统容量的升级。
3.提高系统的效率:逆变器并联可以减小单一逆变器的负载,降低系统中电压和电流的损耗,提高能量转换效率。
4.降低系统的成本:通过并联模式,可以充分利用已有的逆变器资源,减少新设备的采购和安装成本。
四、光伏逆变器并联模式的应用场景光伏逆变器并联模式适用于以下场景:1.大型光伏发电站:在大型光伏发电站中,通常需要安装数十甚至上百个逆变器,采用并联模式能够提高系统的可靠性和效率。
2.商业和工业用途:在商业和工业建筑中安装的光伏发电系统,通过并联多个逆变器,能够应对不同规模和需求的负载。
3.分布式光伏发电系统:分布式光伏发电系统中的各个光伏电池阵列可以采用并联模式,提高利用率和供电能力。
五、光伏逆变器并联模式的技术挑战光伏逆变器并联模式在实际应用中也面临一些技术挑战:1.逆变器之间的通信协议和协同控制:光伏逆变器之间需要通过通信协议进行数据交换和协同控制,以确保并联运行的稳定性和可靠性。
电压源并联方案:现以两个电压源并联为例进行说明。
如下图所示,将两个电压源等效为交流电源,图中V 1和V 2表示两个等效电源输出幅值, 1ϕ和2ϕ表示等效电源输出的相位。
X 表示线路等效输出感抗,假定两个逆变器的相等;R 表示线路等效输出电阻,假定两个逆变器的相等。
Z 0为负载,V 0表示交流母线上的电压。
I 1和I 2表示两个逆变器模块的输出电流jXjXR 1V ϕ∠11V ϕ∠逆变器n (n =1、2)的输出电流为:**0n n n zn z V V I R ϕϕ⎛⎫∠-= ⎪∠⎝⎭则输出功率为:*n n n n n n S V I P jQ ϕ=∠⋅=+ 其中P n 为逆变器n 输出的有功功率,Q n 为逆变器n 输出的无功功率:()22cos sin n o n n n oR V V XV P V R X ϕϕ-+=+ 22sin cos n n o n n n o RV XV XV Q V R X ϕϕ+-=-+ 由于引线电阻与引线电感相比一般很小,即连线主要呈感性,即R 为零,则有: sin n o n n V V P X ϕ=20cos n o n n V V V Q Xϕ-= 有上式可以看出:通过调节输出电压的相位可以调节逆变器输出的有功功率,通过调节输出电压的幅值可以调节逆变器输出的无功功率。
电流源并联方案:jX1V ϕ∠如上图所示,其中一台逆变器等效为一台电压源,如11V ϕ∠;其他逆变器等效为受控电流源,如22I ϕ∠,33I ϕ∠。
各逆变器输出的电流和端口电压可以监测,其输出的功率可以通过下式求得: *()n n n n n n S P jQ V I ϕ=+=∠在一个电压源加电流源并联的模式中,电压源支撑交流母线电压;电流源模块根据有功和无功指令计算得到有功和无功电流指令。
有功和无功指令通过下面的方程获得。
13n kk ref P P ==∑13n kk ref Q Q ==∑然后再由下面方程计算出每个逆变器所要输出的有功电流和无功电流分量。
分布式逆变电源的模块化及并联技术近年来,随着能源供应链的不断优化和新能源技术的快速发展,分布式逆变电源的模块化及并联技术逐渐成为能源领域的热门话题。
分布式逆变电源作为电能转换设备的一种重要形式,其模块化及并联技术在提高能源利用率、提升系统可靠性、实现集中化管理等方面发挥着重要作用。
我们来了解一下分布式逆变电源的基本概念。
分布式逆变电源是指将直流电能转换为交流电能的设备,通常被广泛应用于太阳能发电、风能发电、电动汽车充电等领域。
而模块化技术则是将电源系统划分为多个独立的模块,并通过合理的连接形式和控制策略实现系统的灵活配置与多样组合。
而并联技术则是将多个逆变器组成一个整体,实现功率的叠加和系统的冗余,从而提高系统的可靠性和运行效率。
在当前能源环境日益严峻的形势下,分布式逆变电源的模块化及并联技术的重要性日益显现。
模块化设计使得整个电源系统具有更好的灵活性和可扩展性。
以太阳能发电系统为例,通过将逆变器、储能装置、智能控制器等模块化设计,可以根据不同的用电需求和能源资源配置,实现灵活组合和多样化应用,从而最大限度地提高能源的利用率和系统的安全性。
分布式逆变电源的并联技术可以实现系统功率的叠加和系统的冗余设计,提高了系统的容错能力和可靠性。
在风能发电系统中,多个分布式逆变电源并联运行,即使其中的某一部分发生故障,也不会影响整个系统的正常运行,保障了电网的稳定可靠运行。
与此通过并联运行的方式,还可以实现系统功率的叠加,提高了系统的整体效率和经济性。
另外,分布式逆变电源的模块化及并联技术还有助于实现集中化管理和智能控制。
通过智能控制器对整个系统进行监测和调度,可以实现对各个模块的精细化控制和优化运行,提高了系统的能源利用效率和运行效率。
在电动汽车充电系统中,通过模块化设计和智能控制,可以实现对电池组、充电桩等设备的集中监控和远程调度,提高了充电效率和用户体验。
分布式逆变电源的模块化及并联技术对于提高能源利用率、提升系统可靠性、实现集中化管理等方面发挥着重要作用。
储能逆变器并联系统的控制方法及控制装置储能逆变器及其联系统是一种将储能装置与电网相连,实现电力的储存和释放的系统。
储能逆变器的控制方法和控制装置的选择直接影响着系统的运行效果和性能。
在本文中,将详细介绍储能逆变器及其联系统的控制方法和常用的控制装置,并逐步回答相关问题。
第一步:了解储能逆变器的工作原理和主要功能储能逆变器是一种将电池或超级电容器等储能设备的直流电能转换为交流电能,并能实现双向功率流的装置。
它主要具有以下功能:1. 储能:将电网低负载时的多余电能储存到储能设备中,以备后续需要释放时使用。
2. 平滑功率:在电力需求瞬间增加时,通过释放储能设备中的电能来提供功率需求,实现对电网的调节和平滑功率。
3. 回馈电力:在电网低电能供应的情况下,通过向电网输出储能设备中的电能,实现对电网的回馈支持。
第二步:了解储能逆变器的控制方法储能逆变器的控制方法可以分为基于电压的控制方法和基于功率的控制方法。
基于电压的控制方法:1. 电压控制模式:根据目标电网电压进行电流控制,使逆变器输出的电压与目标电网电压保持一致。
2. 电流控制模式:根据目标电网电流进行电压控制,使逆变器输出电流与目标电网电流保持一致。
基于功率的控制方法:1. 有功功率控制模式:根据目标电网的有功功率进行电压和电流控制,使逆变器输出的有功功率与目标电网的需求保持一致。
2. 无功功率控制模式:根据目标电网的无功功率进行电压和电流控制,使逆变器输出的无功功率与目标电网的需求保持一致。
第三步:选择适合的控制装置储能逆变器的控制装置通常包括控制器、传感器、执行器等组件。
在选择控制装置时需要考虑以下因素:1. 稳定性和可靠性:控制装置应具备稳定的电气性能和可靠的运行能力,以确保系统的稳定运行。
2. 精度和响应速度:控制装置应具备高精度和快速的响应速度,以实现对电网负载变化的实时监测和调节。
3. 通信协议和接口:控制装置应支持常用的通信协议和接口,以方便与其他设备或系统进行联接和数据交互。
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浅析逆变器并联控制策略摘要:逆变器并联的关键在于负载功率的分配。
若负载功率不均分,将会导致部分工作模块过载,甚至损坏功率器件,造成系统的不稳定。
在实际系统中,逆变器多为电压型,而且电流量易于检测,因此并联方案多为基于电流均分控制,即有效抑制逆变器之间的环流。
关键字:辅助逆变器;并联;控制早期的逆变器并联采用在输出端串联电感的方法来抑制环流,要想达到较好的环流抑制效果,需要使用较大的电感,从而导致逆变器的体积重量增加,同时输出串联电感上的存在较大的电压降,降低了逆变器的输出精度。
对于车辆辅助逆变器并联系统,各逆变器模块之间距离较远,也没有足够的空间放置环流抑制电感,因此这种环流抑制方法在辅助逆变器并联系统中是不可取的。
目前逆变器的并联控制方式主要有:集中控制方式、主从控制方式、分布逻辑控制方式。
一、集中控制方式集中控制方式是较早应用的并联控制方式,其基本控制框图如图4.1所示。
集中控制方式设置了专门的公共模块,进行同步及均流控制。
该模块发出同步信号,其他模块通过检测该同步信号,控制输出电压的频率、相位,实现模块间输出电压的同步。
同时,通过公共模块检测总的输出电流及并联模块数,确定各模块的输出电流基准,各逆变器控制器根据该电流基准值与检测到的实际输出电流值进行比较,通过动态调节逆变器输出电压幅值消除电流基准值与实际值之间的偏差,以达到各逆变器输出均流的目的。
若应用于辅助逆变器并联控制系统,集中控制方式有如下优点:(1)结构简单。
各逆变模块只与公共模块之间有连线,逆变模块之间没有连线。
在原有系统的基础上很容易扩充新的逆变模块。
(2)控制简单。
公共模块只需要向各逆变模块发送相同的同步信号以及电流基准即可由各逆变器的控制器实现负载电流的均分。
(3)均流效果较好。
因集中控制方式的结构和控制方法都很简单,该方式均流效果较好。
同时,集中控制方式也有如下缺点:(1)可靠性不高。
由于车辆上电磁干扰较大,公共模块较容易受到干扰。