【三相电压型并网逆变器的控制概述1600字】

三相电压型并网逆变器的控制概述目录TOC\o"1-3"\h\u14893三相电压型并网逆变器的控制概述 1267221.1三相电压型并网逆变器主电路 1239311.2坐标变换 1143221.3三相电压型并网逆变器的闭环电流控制 4并网逆变器的电流控制是一个相对复杂的控制过程，为了简化数学建模过程故可将此控制分为两相静止坐标控制和两相旋转坐标控制，其中将两种方法相互结合利用是最佳的分析方法。本文所采用的控制策略就是基于两相旋转坐标系的，将三相静止坐标系下的交流量转变为两相旋转坐标系下的直流量，再利用PI调节器进行电流控制就可以实现并网逆变器的电流控制。1.1三相电压型并网逆变器主电路图1.1三相电压型并网逆变器的拓扑结构图根据图1.1所示的三相电压型并网逆变器的拓扑结构，列出三相平衡的情况下A、B、C三相的状态方程，如下式：Ld其中：ua、ub、uc为逆变器的输出电压；ia、ib、ic为逆变器的输出电流；ea、eb、ec为电网电压；iga、igb、igc为逆变器的并网电流；R、L分别为线路的等效电阻、电感。1.2坐标变换矢量控制就是在旋转的空间坐标变换到静止的二维坐标系下，这样便于分析控制变量的变换，提高控制效果，因此坐标变换是矢量控制非常重要的一个环节，如图1.2所示为空间坐标变换原理图，从图中可以看出，坐标转换就是将ABC轴的静态坐标转换成αβ轴下的变量。基本变量采用的是投影原理。最终得到的两相坐标系下变量的相位差为90度。三相坐标系与两相坐标系如图1.2所示，其中ABC轴分别为三相坐标系的坐标轴，αβ为两相坐标系的坐标轴。图1.2坐标变换原理图通用矢量在三相静止坐标系(a,b,c)的a、b、c轴的投影分别为：Ua通用矢量在两相静止坐标系(α,β)的α、β轴的投影分别为：Uα由此得到三相静止坐标系与两相静止坐标系的变换关系为：Uα=Uβ式（3-4）以及式（3-5）中UA为三相坐标系中A坐标轴下的电压矢量，UB为三相坐标系中B坐标轴下的电压矢量，UC为三相坐标系在C坐标轴下的电压矢量，Uα为两相坐标系中α坐标轴下的电压矢量，Uβ为两相坐标系中β坐标轴下的电压矢量。将式（3-4）以及式（3-5）变换得到式（3-6）所示的变换矩阵。Cαβ/ABC=两相到两相的旋转变换：两相到两相的旋转变换通常简称为2s/2r变换，是指从两相静止坐标系(α,β)到两相旋转坐标系(d,q)下的变换，又称为Park变换，变换矩阵为C2s/2r。图1.3为Park变换示意图，d轴与q轴垂直，坐标系(d,q)以ωt的角速度围绕坐标系(α,β)旋转，即d轴与α轴的夹角为ωt。图1.3Park变换示意图通用矢量在两相旋转坐标系(d,q)的d、q轴的投影分别为：Ud结合式（3-3）和式（3-7）可得：Ud将式（3-8）表示为矩阵形式可得：Ud可以得到2s/2r变换矩阵为：C2s/2r通过以上分析可以求得三相静止坐标系(a,b,c)到两相旋转坐标系(d,q)的变换（3s/2r变换）：U=2从而得到3s/2r变换矩阵：C3s/2r用abc/dq变换坐标后，使三相静止坐标系下的交流量转变为两相旋转坐标系下的直流量，这样可以得出dq坐标系下的状态空间方程：Ld其中：ω为交流电的角频率；ud、uq、id、iq分别为dq坐标系下逆变器的输出电压、电流；ed、eq为dq坐标系下的电网电压。1.3三相电压型并网逆变器的闭环电流控制从式(3-15)可看出，d轴和q轴的之间存在强耦合关系，为了使d轴和q轴的电流量可以进行独立控制，在此增加了电流PI调节环节，故闭环电流控制可写成：ud所以：Ld其中：ud*，uq*，id*，iq*分别为dq坐标系下的参考电压、电流。从式(3-18)可以看出，并网电流中id和iq的控制相互独立、互不干扰，这样就保证了并网电流有功功率和无功功率的独立控制。在式(3-17)和式(3-18)中，KP为PI调节器的比例系数，Kr为PI调节器的积分系数。如图1.4所示为并网逆变器闭环电流控制原理图。图1.4并网逆变器闭环电流控制原理图图1.5三相电压型并网逆变器的控制原理图如图1.5所示为三相电压型并网逆变器的控制原理图，使并网电流的中的有功功率作为电流内环的输入参照。然后将并网电流中无功功率的参照值设定为0，并网