两级式逆变器母线电压二次纹波分析及抑制

Y U A N Yisheng1, Z H A N G Yuyuan2, Z H O N G Qingfeng1, H U Genlian1
(1. School of Electrical and Automation Engineering, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China; 2. State Grid Nanchang Power Supply Company, Nanchang 330012, China)
内 环 控 制 改 进 的 方 法 ，以 解 决 抑 制 中 间 母 线 电 压 低 频 纹 波 的 问 题 。 由 于 输 入 功 率 是 直 流 量 ，输 出 的 瞬 时 功 率 中
2 除 了 有 直 流 分 量 外 ，还 含 有 倍 于 工 频 的 脉 动 分 量 ，导 致 输 入 输 出 功 率 不 平 衡 ，从 而 使 中 间 母 线 电 压 含 有 二 次
袁 义 生 \ 张 育 源 2, 钟 青 峰 \ 胡 根 连 1 (1.华 东 交 通 大 学 电 气 与 自 动 化 工 程 学 院 ，南 昌 330013;2.国 网 南 昌 供 电 公 司 ，南 昌 330012)
Boost 摘 要 ：针 对 前 级 采 用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电 路 、后 级 采 用 单 相 全 桥 逆 变 电 路 的 两 级 式 逆 变 器 ，研 究 基 于 传 统 电 压 外 环 电 流
Abstract ：For a two-stage inverter with a Boost converter at the front-end and a full-bridge inverter at the back­ end, an improved control method based on the traditional controller with a voltage outer loop and a current inner loop is proposed to suppress the low-frequency ripples on the middle-bus. Considering that the power input is a DC power, while the instantaneous output power contains not only DC components but also pulse components whose frequencies are 2 times as high as the power frequency, the input and output powers are imbalanced, which makes the voltage on the middle bus contain secondary low-frequency voltage ripples. These ripples will heat the bus capacitor, thereby endangering the operation life of the bus capacitor and leading to the clipping and distortion of the inverter,s output voltage; moreover, they will also affect the dynamic performance of the system. To solve the above problem, a method is proposed to realize the low-frequency ripple suppression of the bus voltage by applying the feedforward of the output power to the front-stage DC converter. Simulation and experimental results verified the validity and effectiveness of the proposed control method, by which the suppression effect of low-frequency ripples of bus voltage was obvious.
第 16卷 第 1 期 20期年 1 月
电
源
学
报
Journal of Power Supply
DOI：10.13234/j.issn.2095-2805.2018.1.37
中 图 分类号 ：TM46
Vol.16 No.l Jan. 2018 文 献 标 志 码 ：A
两级式逆变器母线电压二次纹波分析及抑制
低 频 电 压 纹 波 。该 低 频 电 压 纹 波 会 引 起 母 线 电 容 发 热 从 而 危 及 母 线 电 容 的 运 行 寿 命 ，会 导 致 逆 变 输 出 电 压 波 形
出 现 削 顶 而 产 生 畸 变 ，还 会 影 响 系 统 的 动 态 性 能 。 为 了 解 决 母 线 电 压 低 频 纹 波 所 带 来 的 问 题 ，提 出 了 一 种 将 输 出 功率 前馈到 前级直流变 换器以实现 母线电 压 低 频 纹 波 抑 制 的 方 法 。仿 真 和 实 验 结 果 验 证 了 该 控 制 方 法 的 正
确 性 和 有 效 性 ，母 线 电 压 低 频 纹 波 得 到 很 好 的 抑 制 。
关 键 词 ：两 级式逆变器；母 线 电 压 低 频 纹 波 ；功 率 前 馈 ；双环控制
Secondary Ripple Analysis and Suppression of the Bus Voltage in Two-stage Inverter