离网条件下的三相四桥臂逆变器控制策略研究
四桥臂三相逆变器的控制策略
四桥臂三相逆变器的控制策略阮新波严仰光摘要提出了一种新型的三相四线逆变器，它有四个桥臂，第四个桥臂用来构成中点，从而省去了三相三桥臂逆变器中的中点形成变压器，减小了逆变器的体积和重量。
针对这种逆变器，本文提出了一种电流调节器，它根据三相滤波电感电流和给定电流的误差值最大的那相选择逆变器的开关模态。
为了消除输出相电压的静态误差，本文讨论了一种基于PI调节器改良的电压调节方案。
仿真结果说明，本文的思路是可行的。
本文为构造大功率、高效率的三相四线逆变器提供了可靠的理论根底。
关键词：三相逆变器控制策略The Control Strategy for Three-Phase Inverter with Four Bridge LegsRuan Xinbo Yan Yangguang〔Nanjing University of Aeronaut ics & Astronautics 210016 China〕Abstract A novel three phase inverter with four bridge legs i s presented in this paper.The inverter eliminates the neutral forming transforme r by adding a bridge leg to form neutral point to provide balanced voltages to a ny kinds of three phase loads.The principle of the inverter is analyzed,and a ne w current regulator,which chooses switching modes according to the maximum cur rent error of filter inductance current and the reference current is proposed.Th e modified voltage regulator on the basis of PI regulator is proposed to elimina te output voltage static error under any load conditions.Keywords:Three-phase Inverters Control strategies1 引言三相逆变器一般是采用三个桥臂组成的拓扑结构，为了给不对称负载供电，必须在输出端加入一个中点形成变压器(Neutral Formed Transformer，NFT)，如图1所示。
三相四桥臂逆变器控制方法研究
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三相四桥臂逆变器控制策略分析
目录第一章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2 课题的研究意义与背景 (4)1.3本文研究的主要内容 (8)第二章 三相四桥臂逆变器的控制策略 (9)2.1 PWM控制 (9)2.2 滞环电流控制 (12)2.3 空间矢量控制 (14)2.3.1 二维空间矢量调制 (14)2.3.2 基于αβγ坐标系的三维空间矢量调制 (18)2.4 本章小结 (22)第三章 基于abc坐标系的空间矢量调制与逆变器调压实现 (23)3.1 基于abc坐标系下三维空间矢量调制 (23)3.1.1 空间矢量的定义 (23)3.1.2 空间矢量的合成 (25)3.1.3 各矢量作用时间的计算 (26)3.1.4 开关矢量的组合方式 (27)3.2 参考电压的计算 (28)3.2.1 对称分量法 (28)3.2.2 参考电压 (30)3.3 逆变器的调压原理 (32)3.4 本章小结 (34)第四章 系统的实验设计 (35)4.1 主电路参数设计 (35)4.1.1 功率开关管的选择 (35)4.1.2 滤波器的设计 (36)4.2 控制电路的设计 (37)4.2.1 DSP的资源分配 (37)4.2.2外围电路设计 (39)4.2.3 采样电路的设计 (40)4.3 系统的软件设计 (41)4.4 本章小结 (42)第五章 三相四桥臂逆变器SVM调制的仿真 (43)5.1 三相四桥臂SVM仿真模型的建立 (43)5.1.1 MATLAB简介 (43)5.1.2 三相四桥臂SVM调制仿真模型 (44)5.1.3 仿真参数的设置 (45)5.2 开环系统的仿真 (46)5.3 闭环系统的仿真 (48)5.4 本章小结 (53)第六章 总结与展望 (54)6.1本文工作总结 (54)6.2 进一步工作的设想 (55)参考文献 (56)附录 攻读硕士学位期间撰写的论文 (59)致谢 (60)第一章绪论1.1前言现如今，伴随着国内外工业与科技的日益发展，用电设备已经应用于社会的各行各业，成为人类生产生活中不可或缺的一部分，电能的开发与利用显得尤为重要。
采用三相四桥臂抑制逆变器共模干扰
采用三相四桥臂抑制逆变器共模干扰的SPWM 控制策略的研究The Study of SPWM Control Strategy to Reduce Common-Mode Interferences inThree-Phase Four-Leg Inverters华中科技大学电气与电子工程学院 黄劲 熊蕊 王志 Email: huangjin.mail@摘要：传统的三相三桥臂逆变器因电路不对称而产生了很大的共模电压和电流。
本文介绍了三相四桥臂结构对逆变器共模干扰抑制的原理和为了达到平衡采用的载波移相SPWM 控制策略，指出了该方法存在的调制指数被限定的缺陷。
为了弥补该缺陷，本文提出了SPWM 跳变后移的改进策略，阐述了该控制策略的理论依据及其实际效果。
改进后的策略突破了原策略调制指数的限制，扩大了三相四桥臂逆变器载波移相SPWM 控制策略的应用前景。
Abstract- Due to the asymmetry of the structure, the traditional three-phase three-leg inverters produce huge amount of common-mode(CM) voltage and CM current. This paper introduces the theory of reducing CM interferences by using the three-phase four-leg structure and the SPWM control strategy of carrier phase shifting which is applied on the purpose of balance in inverters. The modulation index limitation in this method is also pointed out. In order to solve the problem, the measure for improvement is put forward, in which trip point of SPWM is delayed when zero-state appears. The theoretical basis and simulation result of the control strategy is analyzed. The improved method breaks through the modulation index limitation and widens the application of the SPWM control strategy in three-phase four-leg inverter.关键词：三相四桥臂 逆变器 SPWM 共模干扰Keywords- Three-phase four-leg, inverter, SPWM, common-mode interferences1．引言在电机调速系统中，传统的逆变器开关控制策略使PWM 逆变器产生共模电压。
不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制与实现
一、概述在现代电力系统中，逆变器作为电能转换的重要设备，广泛应用于各种领域，如风电、光伏发电、电动汽车等。
三相四桥臂逆变器作为一种常见的逆变器结构，在实际应用中，由于负载不平衡等因素的影响，会对其控制和性能产生一定的影响。
针对三相四桥臂逆变器在不平衡负载下的控制与实现进行研究，对于提高逆变器的稳定性和性能具有重要意义。
二、三相四桥臂逆变器基本结构和工作原理三相四桥臂逆变器是一种常见的逆变器结构，其基本结构由六个功率器件组成，可以实现对三相交流电源的逆变输出。
在正常工作情况下，三相四桥臂逆变器的工作原理是利用PWM技术对输入的直流电压进行调制，从而实现对输出三相交流电压的控制。
在负载平衡的情况下，逆变器可以实现良好的性能。
三、不平衡负载对三相四桥臂逆变器的影响在实际应用中，由于负载的不平衡性，如负载的不对称、不匹配等因素会对三相四桥臂逆变器的工作产生影响。
主要表现在以下几个方面：1. 输出电压波形失真：负载不平衡会导致逆变器输出的三相电压波形失真，影响其稳定性和性能。
2. 电流不平衡：负载不平衡还会导致逆变器输出的三相电流不平衡，存在功率因数低、损耗大等问题。
3. 逆变器保护失效：负载不平衡会加大逆变器内部元件的损耗，使其保护功能失效，从而影响系统的安全性。
四、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制策略针对不平衡负载下三相四桥臂逆变器的影响，可以采取以下控制策略进行改进和优化：1. 直接控制策略：通过对逆变器输出电压和电流进行实时检测和调整，实现对不平衡负载的即时响应。
2. 功率均衡控制策略：通过对三相输出功率进行均衡调整，实现对负载不平衡的自适应调节，提高逆变器的整体性能。
3. 容错控制策略：在逆变器输出发生不平衡时，引入容错机制，及时对系统进行保护和修复，确保逆变器的稳定运行。
五、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现技术在实际工程中，对于不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现，可以采用以下技术手段进行：1. 基于DSP的控制算法：利用数字信号处理器（DSP）实现对逆变器的实时控制和调节，提高控制精度和速度。
三相四桥臂微网变流器控制策略研究
三相四桥臂微网变流器控制策略研究作为可再生能源发电技术的重要发展方向,微网以其可靠、灵活的运行方式逐渐成为学术界与工业界的研究热点,而作为分布式电源与微网接口的电力电子变流器在微网中扮演着重要角色。
在微网系统中,通常需要三相四线制变流器同时为单相与三相负载供电。
在众多四线制变流器拓扑中,三相四桥臂以其直流电压利用率高、电容需求量低、能够为零序电流提供通路以及控制灵活等优点,得到了较为广泛的应用,尤其适用于负载不平衡工况。
本文以微网中三相四桥臂变流器为研究对象,重点对不平衡工况下的控制技术展开研究：首先,围绕单台三相四桥臂变流器组网的孤岛微网控制策略展开研究。
建立了三相四桥臂变流器在同步旋转坐标系下的数学模型,给出四桥臂变流器解耦控制策略。
为改善负载不平衡引起的变流器输出电压不平衡,根据对称分量法推导了四桥臂变流器的分序模型,提出了一种适用于三相四桥臂变流器的改进正序、负序及零序独立控制策略,分别采用降阶广义积分器快速分离正负序分量以及比例谐振调节器改进零序电压控制。
分析了所提方法对变流器零序输出阻抗的影响,并通过仿真与实验验证了控制方案的有效性。
其次,围绕三相四桥臂变流器在静止坐标系的控制策略及其实现中的问题展开研究。
推导了三相四桥臂变流器在αβ0坐标下的数学模型,提出一种基于准谐振调节器的单电压环控制策略,并分析了准谐振调节器增益有限所导致的输出电压静差问题。
在此基础上,考虑延时环节,分析了准谐振调节器比例系数与截止频率、变流器滤波器参数对谐振增益系数的影响,及αβ轴与零轴在参数调节方面的差异,为控制器参数设计以及实际参数调试提供了依据。
为增加控制带宽、提高系统的动态性能,本文加入参考电压前馈以改善闭环控制特性,并采用基于电感电流的有源阻尼增强系统稳定性。
最后,通过实验验证了参数分析的合理性,及不平衡负载工况下控制方案的有效性,并对四桥臂变流器控制策略的选择进行了相应的讨论。
第三,围绕多台三相四桥臂变流器的并联运行及负载分配策略展开研究。
三相四桥臂逆变器的PWM控制策略
三相四桥臂逆变器的PWM控制策略三相四桥臂逆变器的PWM控制策略与其他三相逆变器相比，三相四桥臂全桥逆变器具有体积小、重量轻、成本低的优点，因此具有很好的应用价值。
该逆变器控制策略主要有空间矢量控制法和滞环控制法，其中对空间矢量控制法的研究较为深入。
三维空间矢量控制法虽然具有电压利用率高、控制灵活、效率高等优点，但其空间矢量图抽象，难以理解，控制时需进行坐标变换，且开关矢量带有根号，控制较为复杂。
滞环控制法的控制思想简单，易于理解，但该方法用于四桥臂逆变器时，需对各相误差电流大小进行判断，从而决定第四桥臂两开关管的开关状态。
因此，控制的实时性和精度受到了影响。
此处研究了一种零序电流注入的PWM 控制策略，该控制策略能实现三相四桥臂逆变器的解耦控制，且控制方法简单，易于理解和实现。
与常规的正弦波调制方法相比，直流母线电压利用率得到了提高，且具有很好的带不平衡负载能力。
2 三相四桥臂逆变器系统模型图1 示出三相四桥臂逆变器主电路结构图。
为便于分析，假设直流电源E 分为两部分，中间点电位为零。
4 个桥臂的中间点电压分别为ua，ub，uc，uN，电感电流分别为iLa，iLb，iLc，三相输出电压分别为uoa，uob，uoc，输出电流分别为ioa，iob，ioc。
三相四桥臂逆变器的状态方程为：三相四桥臂逆变器有8 个开关管器件，用Sa，Sb，Sc，SN 分别表示每个桥臂的开关函数。
当桥臂上管开通，下管关断时，定义此桥臂的开关方式为Si=1(i=a，b，c，N)；当桥臂上管关断，下管开通时，定义Si=0。
令SaN=Sa-SN，SbN=Sb-SN，ScN=Sc-SN，则桥臂输出电压与直流侧输入电。
三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制
三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制工作原理分析：在逆变器的工作过程中，控制器会周期性地对桥臂上的开关状态进行调整。
每个桥臂由两个开关管组成，可以分为上桥臂和下桥臂。
通过合理地控制这些开关管的导通和断开，可以实现稳定的输出电压。
当上桥臂的开关管导通时，直流电源正极的电流会经过对应的桥臂，流向负极。
而当下桥臂的开关管导通时，负极的电流会经过对应的桥臂，流回到直流电源。
通过不断切换上桥臂和下桥臂的开关管状态，可以使电流在直流电源和负载之间循环流动，从而实现交流电流的输出。
控制：为了实现对输出电压的精确控制，控制器需要根据输入信号，即所需输出电压的幅值、频率和相位来确定桥臂的开关状态。
一种常用的控制方法是基于PWM技术的空间矢量调制（SVPWM）控制。
在这种方法中，控制器根据所需输出电压的大小和方向，通过调整上桥臂和下桥臂开关管的导通时间来控制输出电压的幅值和相位。
具体来说，控制器会将所需输出电压在α-β坐标系上对应的矢量进行分解，然后根据所得到的矢量值来确定开关状态。
实际控制中，控制器会根据输入信号来计算相应的开关状态，并通过控制信号发送给桥臂上的开关管。
控制器可以采用各种算法和控制策略来实现精确的电压控制，例如PID控制、模糊控制等。
总结：三相四桥臂逆变器通过合理控制桥臂上的开关状态，可以将直流电能转换为交流电能。
它采用PWM技术，通过调整开关管的导通和断开时间来控制输出电压的幅值、频率和相位。
控制器根据输入信号计算桥臂的开关状态，并发送给对应的开关管，从而实现对输出电压的精确控制。
适用于双模式场景下的三相四桥臂逆变器控制
l 引言
微电网 是一种由太阳能、风 能 、潮 汐 能 、燃料 电池等一种或几种新能源发电系统和储能系统 以及不同负载组成的小型电网。当它在主电网发 生 故 障 或 者 以 孤 岛 形 式 独 立 供 电 时 ，系统要求微 电网逆变器恒压恒频供电模式。然而三相负载通 常 是 不 平 衡 的 ，经 典 的 三 相 全 桥 逆 变 器 自 身 无 法 保证三 相电压平衡，通常需要增加笨重的中点形 成工频变压器i\ . 3 P4L 逆变器拓扑不仅易于保证 三 相 负 载 电 压 平 衡 ，而 且 可 以 提 高 直 流 母 线 电 压 利用率^ 1 ，降低系统成本、减少耗材。当主电网恢
策 略 。该 策 略 既 保 证 逆 变 器 在 离 网 独 立 运 行 模 式 下 可 实 现 较 高 的 直 流 电 压 利 用 率 ，解 决 不 平 衡 负 载 条 件 下 的
机 端 三 相 电 压 平 衡 问 题 ，又 可 实 现 在 并 网 工 作 模 式 下 的 低 谐 波 并 网 发 电 ，且 具 有 较 强 的 低 电 压 穿 越 （LVRT)能
{Wenzhou Power Supply Company o f State Grid Zhejiang Electric Power Co., L td., Wenzhou 325000, China) A bstract ：A control strategy of compounding the decoupling control in the synchronous coordinate system and the space vector modulation based on the three-phase four-leg ( 3P4L) inverter, which makes the inverter operating in the stand-alone and grid-tied condition,as well the transfer seamlessly.The strategy can solve the problem of three phase unbalance voltage with the unbalance and nonlinear load in the stand alone mode.The inverter shows good low har monic current performance and low voltage ride through (LVRT) capability in the grid-tied mode.Under the conditions of the complicated grid fault,the new strategy can reduce the voltage ripples and ensure uninterrupted power supply of these sensitive loads.The simulations and experimental results show the validity of proposed control strategy. Keywords ：inverter ；three-phase four-leg ；space vector modulation
三相四桥臂逆变器控制技术研究_顾和荣
第39卷第24期电力系统保护与控制Vol.39 No.24 2011年12月16日Power System Protection and Control Dec.16, 2011 三相四桥臂逆变器控制技术研究顾和荣, 王德玉, 沈虹，赵巍，郭小强（燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室，燕山大学电气工程学院, 河北秦皇岛 066004）摘要：三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题。
采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时，三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象。
为了揭示其原因，首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型，在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因，并提出相应的解决方案。
该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响，保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压。
最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究，仿真结果验证了该解决方案的正确性。
关键词: 三相四桥臂逆变器；不平衡负载；不平衡电压；开环控制；闭环控制Research on control scheme of three-phase four-leg inverterGU He-rong, WANG De-yu, SHEN Hong, ZHAO Wei, GUO Xiao-qiang(Key Lab of Power Electronics for Energy Conservation and Motor drive of Hebei Province, Institute of Electrical Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China)Abstract: Three-phase four-leg inverter has the capability of rejecting the unbalanced voltage due to asymmetrical loads. However, the unbalanced voltage still exists when the open-loop control or synchronous frame PI controller are used for three-phase four-leg inverter. In order to explain the reason for this phenomenon, the mathematical model for three-phase four-leg inverter is built, based on which the unbalanced output voltage problem is discussed. And then the solution to the voltage unbalance problem is presented. The proposed solution can mitigate the effect of unbalanced load current on three-phase output voltages, so the balanced sinusoidal voltage regulation can be achieved under the unbalanced loads. Finally, the system open-loop control and closed-loop control simulations are carried out under the conditions of no-load, balanced load and unbalanced load in Matlab/Simulink. Simulation results prove that the presented solution is valid.This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 50837003 and No. 50977081) and Natural Science Foundation of Hebei Province (No. E2010001261).Key words: three-phase four-leg inverter; asymmetrical loads; unbalanced voltage; open-loop control; closed-loop control中图分类号： TM732 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)24-0041-060 引言三相逆变器广泛地应用于交流传动、有源滤波和无功补偿、新能源发电等领域[1-6]，一般采用三相三桥臂结构，可以给电机等三相平衡负载供电。
离网型三相四桥臂逆变器在不平衡负载下的控制策略研究
离网型三相四桥臂逆变器在不平衡负载下的控制策略研究卜慎慎
【期刊名称】《通信与信息技术》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】针对离网工况下带不平衡负载时引起的波动,利用三相四桥臂拓扑结构在不平衡系统应用中的优势,结合虚拟同步机控制策略,采用基于全通滤波器的正负序分离方法进行控制。
针对真实输出的有功功率对功频调节器产生波动及多逆变器并联时功率均分及环流抑制效果较差的问题,引入虚拟阻抗,改进了基于正负序分离的虚拟同步机并联预同步控制策略。
结果表明,所提控制策略器能够在负载不平衡的情况下维持输出电压的平衡,提高了功率均分精度,使环流得到抑制,增强离网条件下的运行性能。
【总页数】5页(P59-63)
【作者】卜慎慎
【作者单位】湖北民族大学智能科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.离网条件下的三相四桥臂逆变器控制策略研究
2.三相四桥臂逆变器带不平衡负载控制策略研究
3.三相四桥臂微网变流器在离网不平衡负载下的控制策略及其实现
4.
不平衡负载条件下三相四桥臂逆变器的控制5.在不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制策略
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四桥臂三相逆变器的控制策略研究
第25卷第1期湖 北 工 业 大 学 学 报2010年2月V ol.25N o.1 Journal of H ubei U niversity of T echnology Feb.2010[收稿日期]2009-12-15[作者简介]韦忠朝(1963-),男,贵州龙里人,华中科技大学副教授,研究方向:新型特种电机及其控制系统、电力电子装置与系统.[文章编号]1003-4684(2010)0120048204四桥臂三相逆变器的控制策略研究韦忠朝1,曾贤杰1,何 苗2(1华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074;2贵州航天林泉电机有限公司,贵州青阳518000)[摘 要]四桥臂三相逆变器的结构,其三相负载可以是平衡的或不平衡的、线性的或非线性的.由于第4桥臂的加入,其控制变得更加复杂.针对国内外四桥臂三相逆变器各种控制方法的优缺点,消除四桥臂三相逆变器在带不平衡和非线性负载时的三相输出电压不平衡,讨论使用对称分量法对其进行控制.仿真和样机实验结果表明,这种思路是可行的.[关键词]四桥臂三相;逆变器;对称分量法[中图分类号]TM464[文献标识码]:A 三相逆变器一般采用3个桥臂组成的拓扑结构.为了满足给不对称负载供电的要求,输出必须具有中线端,即三相四线输出.常用方案有[1]:1)直流侧并联2个等值电容,电容中点作为三相输出的中线端,该法易实现,但直流电压的利用率低;2)在输出端加入1个自耦变压器,用该变压器形成中点,但变压器增加了系统的体积和重量;3)采用四桥臂三相逆变器.该拓扑加上合理的控制策略可以克服前2种方法的缺陷,是当前较为优秀的三相四线输出逆变器电路拓扑.四桥臂三相逆变器比普通的三相逆变器多了1个桥臂,其控制也变得更加复杂.当前较为常用的方法有2种.文献[2]采用三维电压空间矢量调制(3D 2SVM )控制,这种控制方式继承了SV PWM 控制的优点,并针对四桥臂逆变器这一特殊应用,对SV P 2WM 控制进行改进,但SVM 控制有效的前提是负载已知,这在通常情况下是不可能的.文献[3]提出了对称分量法,对三相输出电压中正序、负序、零序分量进行分离并分别进行控制,消除负序和零序分量的影响,从而保证三相相电压在不平衡负载下的对称输出.本文对该方法做了进一步讨论,并通过仿真和实验验证了该方法的可行性.1 对称分量法对于四桥臂三相逆变器,如果三相输出电压对称,则其控制与普通三相逆变器类似.系统中只有正序分量,正序分量相对dq 0坐标系静止,即d 、q 轴分量均为直流量,0轴分量为0,对各坐标系分别控制,即可实现较好的控制.而在不平衡负载下,由于负序和零序分量的存在,导致三相输出电压不平衡.只要消除负序和零序分量的影响,即可保证三相输出电压的对称.首先通过变换阵式(1)可实现从abc 坐标系到αβ0坐标系的变换,在αβ0坐标系下,正负序分量均为交流量,而零序分量则通过该式被分离出来.为实现对正序分量的控制,可通过变换阵式(2)实现从α、β坐标系到以ω角速度逆时针旋转的d 、q 坐标系的变换,在该坐标系下正序分量为直流量,负序分量为2ω的正弦量.为实现对负序分量的控制,可通过变换阵式(3)实现从α、β坐标系到以ω角速度顺时针旋转的坐标系r 、s 坐标系的变换,在该坐标系下负序分量为直流量,正序分量为2ω的正弦量.VαV βV 0=231-1/2-1/203/2-3/22/42/42/4V aV b V c.(1)V d V q=23・co s ωtcos ωt -2π3co sωt +2π3-sin ωt-sin ωt -2π3-sin ωt +2π3・Va Vb Vc .(2)V r V s=23・co s ωtcos ωt +2π3co sωt -2π3-sin ωt-sin ωt +2π3-sin ωt -2π3・V a V b V c.(3) 由此可见,分别通过逆时针、顺时针方向旋转的2个坐标系(d 、q 和r 、s )可以分别将正序和负序分量变换为直流量,从而很方便地实现对正序和负序分量的控制.同时,对零序分量进行控制,以实现零序分量的无静差调节.其电压控制框图如图1所示.三相输出电压检测值u a 、u b 、u c ,首先通过式(1)所示的坐标变换,得到u α、u β、u 0.其中u 0为零序分量,将其与零序分量给定值进行比较,再通过PI 调节,得到i 30,从而实现对零序分量的控制.同时,通过坐标变换,将u α、u β分别变换到以ω角速度逆时针旋转的d 、q 坐标系和以ω角速度顺时针旋转的r 、s 坐标系,分别得到u d 、u q 和u r 、u s .根据前述分析可知,在d 、q 坐标系下,正序分量为直流量,在r 、s 坐标系下,负序分量为直流量.于是,将u d 、u q 与给定值进行比较,再通过PI 调节,即可实现对正序分量的控制,将u r 、u s 与给定值进行比较,再通过PI 调节,即可实现对负序分量的控制.再通过反变换求和,可得i3α、i 3β.最后,将i 3α、i 3β、i 30反变换得到三相电流给定值i 3a 、i 3b 、i 3c .图1 四桥臂三相逆变器对称分量法控制示意图根据前述思想,可实现对正序、负序、零序电压的分别控制,同时第四桥臂(即中线桥臂)则根据零序电流对其进行控制,从而保证三相输出电压的对称.此种方法的缺点是控制复杂,需要进行6次坐标变换,还要加以相应的控制,实现相对困难.但是目前TI 公司的DSP 运算能力强大,可以很好解决这一问题.2 仿真研究与验证利用MA TL AB 软件对对称分量法控制的四桥臂三相逆变器进行系统仿真(图2).图2 对称分量法控制的四桥臂三相逆变器仿真模型 系统仿真主回路由直流760V 电源、IG B T 和反并联二极管构成的四桥臂逆变桥、三相L C 滤波器和三相负载构成.三相输出电压检测值反馈到Voltage Cont roller 模块,将三相滤波电感电流检测值反馈到Current Cont roller 模块,构成电压电流双闭环系统.在Voltage Cont roller 模块中,对三相电94 第25卷第1期 韦忠朝等 四桥臂三相逆变器的控制策略研究压进行坐标变换,再分别对正序、负序、零序进行PI 调节,然后反变换输出,得到三相电流给定值.在Current Cont roller模块中,对三相电流检测值和三相电流给定值做比较,再通过PI调节和SPWM波生成电路,得到逆变器三个桥臂的控制信号.同时分别将三相电流检测值和三相电流给定值求和,得到零序电流检测值和零序电流给定值,将两者做比较,再通过PI调节和SPWM波生成电路,得到逆变器第四桥臂的控制信号.仿真参数:变步长方式,最大步长为1e-6s,仿真算法为ode23t b方式.基本仿真参数为输出额定功率30kVA,输出额定相电压有效值220V,50 Hz,四桥臂上输出滤波电感为6m H,输出滤波电容为100μF,采样频率(开关频率)为15k Hz.PI调节参数,正序为比例系数K P=2.5,积分系数K I= 145;负序为比例系数K P=0.1,积分系数K I=75;零序为比例系数K P=1.5,积分系数K I=95.图3、图4分别为系统带非线性不平衡负载时的三相电压、电流波形.三相负载分别为A相5Ω的电阻串15m H的电感、B相为20Ω的电阻、C相为5Ω的电阻串750μF的电容.图5、图6分别为系统带两相负载时的三相电压、电流波形.三相负载分别为A相5Ω的电阻串15m H的电感、B相空载、C相为5Ω的电阻串750μF的电容.图7、图8为负载突变时的三相电压、电流波形.三相负载初始状态为A相8Ω电阻、B相20Ω电阻、C相8Ω电阻,在0.04s时刻,A相并40m H的电感、B相不变、C相并250μF的电容.由仿真结果可见,该系统在不平衡和非线性负载下,仍然保持三相输出电压的基本对称.可见,该控制方法对各种负载均有很强的适应性.3 实验结果对采用对称分量法控制的四桥臂三相逆变器进行了实验研究,输出频率50Hz,开关频率15k Hz,三相滤波电感640μH,滤波电容13μF.图9是逆05湖 北 工 业 大 学 学 报2010年第1期 变器直流输入电压559V ,带三相对称非线性负载时的三相输出电压电流波形,三相负载为4.8Ω的电阻并150μF 的电容.图10是逆变器直流输入电压584V ,带三相不对称负载时的三相电压电流波形,三相负载分别为16Ω的电阻并70μF 的电容、48Ω的电阻并70μF 的电容、48Ω的电阻并70μF 的电容.如图所示,在2种负载条件下,均有效保证输出电压的平衡,且输出电压总谐波含量均小于3%.4 结论四桥臂三相逆变器采用对称分量法控制,对正序、负序、零序电压分别进行控制,第四桥臂根据零序电流单独控制.通过分析、仿真和实验可以得出如下结论:1)负载适应能力强,无论是线性还是非线性负载,均表现出较好的性能;2)不对称带载能力强,在不对称负载下,甚至缺相运行时仍能保持三相输出电压的对称;3)系统稳定性高,动态响应好;4)虽然该法控制算法复杂,需要做6次坐标变换并做相应控制,但随着高速DSP 的迅速发展,完全可以实现对系统的实时控制.[ 参 考 文 献 ][1] 阮新波.四桥臂三相逆变器的控制策略[J ].电工技术学报,2000,15(1):61-64.[2] 杨 宏,阮新波,严仰光.采用SVM 控制的四桥臂三相逆变器[J ].电气传动,2003(2):32-34.[3] 孙 进,侯振义,苏彦明.三相四臂逆变电源控制方法的研究[J ].电工技术学报,2004,19(4):61-65.[4] 刘凤君.三相四桥臂逆变器[J ].电源技术应用,2002,5(122):1-4.[5] 熊 宇.基于DSP 的四桥臂三相逆变器研究[D ].南京:南京航空航天大学图书馆,2003.[6] Bowes S R ,Lai Yenshin ,The relationship betweenspace 2vector modulation and regular 2sampled PWM [J ].IEEE Trans.On IE ,1997,44(5):670-679.[7] R yan M J ,De Doncker R W ,Lorenz R D.Decoup ledcontrol of a four 2leg inverter via a new 434transfor 2mation matrix [C ].∥IEEE Trans Power Electron ,2001:694-701.R esearch on Control Strategy for Four 2Leg Three 2Phase InverterWEI Zhong 2chao ,ZEN G Xian 2jie ,H E Miao(1H uaz hon g U ni versit y of S cience and Technolog y ,W u H an H uB ei 430074;2A eros p ace Hi 2tech L i nquan M ortor Grou p Co.L T D ,Gui y an g H ui z hou ,S hengz heng 518000,Chi na )Abstract :The st ruct ure of four 2leg t hree 2p hase inverter is int roduced ,who se load can be an arbitrary load ,unbalanced or balanced load and linear or nonlinear load.Wit h an additional fort h leg ,t he system control beco mes very complex.The advantages and disadvantages of various cont rolling met hods for four 2leg t hree 2p hase inverter are introduced in t he domestic and international field.In order to eliminate t he unbal 2ance of t hree 2p hase outp ut voltage of four 2leg t hree 2p hase inverter wit h unbalance and nonlinear load ,t he cont rol strategy of symmet rical component met hod is int roduced.Simulation and experimental result s indi 2cate t hat t his idea is feasible.K eyw ords :four 2leg t hree 2p hase ;inverter ;symmet rical component met hod[责任编校:张 众]15 第25卷第1期 韦忠朝等 四桥臂三相逆变器的控制策略研究。
四桥臂三相逆变器的控制策略研究
变压器 增加 了系 统 的体 积 和 重量 ； ） 用 四桥 臂 三 ３采
而在 不平 衡 负 载 下 ， 由于负 序 和零 序 分 量 的存 在， 导致 三相 输 出 电压 不平衡 ． 只要 消除负 序和零 序
分 量 的影 响 ， 可保证 三相 输 出电压 的对称 ． 即 首先 通 过 变 换 阵式 （ ） １ 可实 现从 ａ ｃ ｂ 坐标 系Ｎ ￣ ｏ ， 坐标 系的 ｐ 变换 ， 在 Ｏ坐标 系下 ， 负 序分 量 均 为 交 流量 ， 正 而
第２ ５卷 第 ｌ期
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湖 北 工 业 大 学 学
报
２１ ０ ０年 ２ 月
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四桥臂 三相逆 变器 比普 通 的三 相 逆 变器 多 了 １ 个 桥臂 ， 其控 制也 变得更 加复 杂． 当前较 为 常用 的方
法 有 ２种． 文献 Ｅ ３ ２ 采用 三维 电压 空 间矢 量调 制 （Ｄ－ ３
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［ 稿 日期 ］２ ０ — １ — １ 收 ０９ ２ ５
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［ 者 简 介］韦 忠 朝 （ ９ ３ ， ，贵 州 龙 里 人 ， 中科 技 大 学 副 教 授 ， 究 方 向 ： 型特 种 电机 及 其控 制 系 统 、 作 １６ 一） 男 华 研 新 电力 电子
三相四桥臂逆变器调制策略的仿真研究
随着电力电子技术的发展，采用PWM三相三桥臂逆变电路把直流转换为交流供给三相负载是一种目前常用的方法。
但这种方法没有中线。
对于三相对称负载(如三相交流电机)可以得到三相对称的相电压。
但是如果三相负载不对称就会造成相电压不平衡。
为此需要设置三相中线，通过中线的控制来保证在非对称负载下三相相电压的对称。
近些年一种采用三相四桥臂逆变器的方案受到关注。
这种三相四桥臂逆变器结构紧凑、体积重量小、效率高，在增加一个桥臂的同时，也增加了一个自由度，因而其控制也变得比较复杂。
本论文在总结、分析其它控制方法的基础上，建立了三维空间矢量控制方法。
与其它控制方法相比，该方法具有电压利用率高、开关频率相对较低、控制灵活、便于数字控制实现等优点。
并应用Simulink中的模块搭建电路模型，进行仿真。
仿真结果证明该方法具有良好的控制效果。
关键词：三相四桥臂；逆变器；三维空间矢量；仿真With the development of electric power and electron technology, that adopting the PWM three-phase three bridges inverter to making DC to AC for three-phase loads is in common used at present. For it has not neutral line, only symmetrical loads of three-phase (such as AC Motor) can get the symmetrical three-phase voltage. When the three-phase loads are asymmetric, three-phase voltage is unbalanced. For that reason, it is needed that using neutral line to assure three-phase voltage is balanced. In recent years, three-phase four bridges inverter is paid close attention. This inverter has the merit of compact structure, small bulk factor and efficient. Three-phase four bridges inverter added a bridge based on three-phase three bridges inverter, has a more complex control method.Based on analyzing other control methods, this paper designed three dimension space vector PWM algorithm. Compared with other ways, this method has some merits of high efficiency, low IGBT frequency, easy to control and digitalization. Simulated this model with Matlab, the result proved thethree-dimension SVPWM was fit for controlling three-phase four bridges inverter.Key words: three-phase four bridges；Inverter； three-dimension space vector control；simulation目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I I1 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.1课题的根据和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2 三相四桥臂逆变器的发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1.3 三相四桥臂逆变器的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2三相四桥臂逆变电路的结构、开关模态、控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.1三相逆变器的一般结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.2三相四桥臂逆变器的开关模态分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 2.3三相四桥臂逆变器的控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 3基于三维空间矢量控制算法控制系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 3.1空间坐标变换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 3.2空间矢量控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 3.3三相四桥臂逆变器的建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．293.4三相四桥臂逆变器的控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．294 系统的仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33 4.1 仿真模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34 4.2 仿真结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．421绪论1.1 课题的根据和意义在电力系统中，公用电网提供的电源是固定频率的某一标准等级的单相或三相交流电源。
特种电机三相四桥臂逆变器的控制研究
55随着电力电子技术的快速发展学者们对三相四桥臂逆变 器的研究也越来越深入 通常电机传统的驱动电路为三相三 桥臂式的结构如果发生单相故障那么控制系统的安全运行 就会受到很大影响 在三桥臂逆变器上增加一个桥臂即可构 成三相四桥臂逆变器这种结构能够在承受不平衡负载的条件 下仍有较好的正弦电压和电流输出特别适合应用在对系统可 靠性要求较高的场合如高速发电机驱动控制领域
(结语 三相四桥臂逆变器以电路结构简单电压利用率高等优势 越来越受到关注 通过研究表明三相四桥臂逆变器采用三维 空间矢量调制 不论负载是否平衡都能输出三相对称电压 即使在系统受外界干扰的情况下也能够实现稳定输出有利 地促进了高速发电机的广泛应用 参考文献 $ 张晓勇王军李川&基于三维空间矢量中 1分量控制 的三相 四 桥 臂 逆 变 器 X &电 力 自 动 化 设 备)%$%(% $) 1%241& ) 赵振民张宁宋海明&三相四桥臂逆变器的设计与控 制 X &黑龙江科技大学学报)%$A)A) )$'2))(& 基金项目)%$0 年辽宁省自然科学基金指导计划项目 项 目编号)%$0%)3$) 辽宁省交通高等专科学校 )%$1 年度技术 应用型科研项目 项目编号8-,,+N.N)%$1$$ 作者简介崔红$'0'2 女辽宁沈阳人教授博士研究 方向特种电机及其控制
图 ( 三相四桥臂逆变器带不平衡负载时 三相输出电压仿真图 eC)%%Mj
图 $ 三相三桥臂逆变器的结构图 图 ) 为三相四桥臂逆变器的结构图 增加的桥臂能够控 制中性点的电压产生三相独立的电压可在不平衡负载的情 况下维持三相电压对称输出)
图 ) 三相四桥臂逆变坚固耐用的结构图 "三相四桥臂逆变器的三维空间矢量调制及仿真 通常对于三相三桥臂逆变器采用二维空间矢量调制方式 该调制方式可控制三个桥臂不能直接用于控制四桥臂逆变 器 对于三相三桥臂逆变器通过把三相静止坐标系变换为两 相静止坐标系可使其空间矢量轨迹在二维空间内 当带平衡 负载时能够输出三相对称的电压 对于三相四桥臂逆变器而言因为带不平衡负载故其空 间矢量轨迹在三维空间内 可用静止的电压矢量来拟合三维 空间矢量的轨迹得到四个桥臂开关器件的触发信号进而控 制逆变器输出三相对称的电压 三相静止坐标系 ?^,通过式 $ 变换为三维空间坐标系 /01
三相四桥臂逆变器的新型分序控制策略研究
２ Ｏ年 ｌ ０１ １月
电 力 电子 技 术
Ｐｏ ｒＥｌ ｃｒ ｎｉｓ ｗｅ ｅ ｔｏ ｃ
Ｖｏ．４，Ｎｏ １ １ ４ ．１ Ｎｏ ｅ ｅ ０ ０ ｖ ｍｂ ｒ２ １
三相四桥臂逆变器的新型分序控制策略研究
陈 红 兵
（． 樊 学 院 ， 理 与 电子 工 程 系 ， 北 襄 樊 １ 襄 物 湖 ４ １５ ； ０ ３ ２０ ０ ） ３ ０ ９ ２合 肥 工 业大 学 ， ． 电气 与 自动 化 工 程 学 院 ， 徽 合 肥 安
关 键 词 ： 变 器 ；分 序 算 法 ：前 馈 解 耦 控 制 逆 中 图分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ｌＯ （０ ０ １－ ０ ５ ０ １０ 一 Ｏ Ｘ ２ １ ）１ ０ ２ — ３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ ｔ ａ ｅ ｙ Ｂａ ｅ ｎ ａ Ｎｏ ｅ ｓ ａ ｃ ｏ ｎ ｒ ｌＳ ｒ ｔ ｇ ｓ ｄ ｏ ｖ ｌ Ｄｅ ｏ ｐｏ ｉｉ ｎ Ｓｅ ｅ ｃ ｅ ｈｏ ｆ Ｔｈｒ ｅ ｐ ｓ ｕｒ ｌ ｇ Ｉ ｅ ｔ ｒ ｃｍ ｓｔｏ ｑｕ ｎ ｅ Ｍ ｔ ｄ ｏ ｅ － ｈａ ｅ Ｆｏ －ｅ ｎｖ ｒ ｅ
摘要： 在不 平衡 负载 或非 线性 负载 条件 下 ， 现有 的三 相 四桥 臂逆 变器 控制 方法 不 能彻底 解 决逆 变器 输 出 电压 的完 全对称 性 问题 。针对 该 问题 ， 首先 建立 了逆 变器 的数 学模型 ， 在此 基础 上 ， 采用 新 型 的分 序策 略对控 制量 进行 了分序 ， 并用前馈 法对系 统进行 解耦 。其次 ， 设计 了控 制系 统参数 。最 后 ， 通过 实验证 明 了所提 的控制 方 法是 正确可行 的 ， 并且优 于 正序 同步 旋转坐 标系 下的 比例 积分双 环控 制 ｇ
三相四桥臂逆变器的控制策略研究
毕业设计（论文）三相四桥臂逆变器的控制策略研究完成日期2011年12月19日论文题目：三相四桥臂逆变器的控制策略研究专业：电气工程及其自动化本科生：（签名）指导教师：（签名）摘要为了适应平衡或不平衡负载、线性或非线性负载的要求，三相四桥臂逆变器是针对解决三相不平衡负载而提出的一种新型拓扑。
这种拓扑最大的优点是在三相负载不平衡时保持三相输出电压的对称输出，而且和其他三相四线制逆变器相比，系统的体积和重量又比较小。
首先，本文介绍了三相四桥臂逆变器的发展概况和一些比较常见的拓扑构，同时还介绍了几种三相四桥臂逆变器的调制策略。
其次，本文通过建立四桥臂三相逆变器的数学模型，由数学模型可以得到四桥臂三相逆变器中输出电压和电感电流等各个变量之间的关系，从而实现对输出电压的控制。
最后，三相四桥臂的控制策略主要有不对称分量法，滞环电流控制，空间矢量控制，PWM控制。
电流滞环控制的硬件电路设计简单，但存在开关频率不固定，输出滤波器设计困难，输出波形质量差，空间矢量控制(SVM)技术具有较高的电压利用率，且通过对零矢量的合理控制可以降低谐波含量或降低开关损耗，因此是一种较好的控制方法。
为了消除输出相电压的静态误差，本文讨论了一种基于PI调节器改进的电压调节方案。
同时，空间矢量控制也可以应用到三相四桥臂逆变器中。
此方法具有提高电压利用率，降低总谐波失真，减小开关频率的特点，并且实现简单。
通过MATLAB仿真软件对上述的控制系统进行了仿真验证，结果证明了控制方案的有效。
关键词:三相四桥臂逆变器；电流滞环;三维SVM控制Subject: Control Strategy of Three-Phase Four-leg Inverter Specialty: Electrical Engineering and AutomationName: Jia Honghua (Signature)Instructor: Zhang Yufeng (Signature)AbstractIn order to adapt to the balance or not balance the load, linear or nonlinear load demand, three phase four bridge arm inverter is solve the unbalanced three-phase load and put forward a new type of topology. This topology is the biggest advantages in three-phase load balance not keep three-phase output voltage of symmetry output, and and other three-phase four wire inverter, compared the bulk and weight of the system and smaller.First, this paper introduces the three phase four bridge arm inverter the development situation and some of the more common topology structure, and also introduces several three-phase four bridge arm inverter modulation of the strategy.Secondly, this paper establish four bridge three-phase inverter arm of the mathematical model, the model can get four bridge three-phase inverter arm of the output voltage and current, inductance of the relationship between the different variables, so it can realize the output voltage control.Finally, three phase four arms of the bridge to the asymmetric control strategy of main component method, hysteresis current control, the space vector control, PWM control. Current hysteresis control hardware circuit design is simple, but the existing switching frequency is not fixed, output filter design difficulties, poor quality of output waveform, the space vector control (SVM) technology has high voltage utilization, and through to the zero vector can reduce the reasonable control of the harmonic content or reduce switch loss, so is a better control method. In order to eliminate the phase voltage output static error, this paper discusses the PI adjuster based on improved voltage regulation scheme.In the meantime, the space vector control can also be applied to three phase four bridge arm inverter. This method is raising voltage utilization rate, reduce the total harmonic distortion, reducing switch frequency, and the characteristic of implementation is simple. MATLAB simulation software of the above through the control system is simulated, and the results proved effective control scheme.Keyword:four-leg three-phase inverter ;hysteresis current control;three-dimensional SVM control目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 本文的主要研究内容 (2)第2章三相四桥臂逆变器的发展概况 (3)2.1 三相四线逆变器的拓扑 (4)2.2 三相四桥臂逆变器调制策略概况 (7)2.2.1对称分量法 (7)2.2.2 电流滞环控制 (8)2.2.3 PWM控制 (8)2.2.4 二维空间矢量控制 (9)2.2.5 三维空间矢量调制 (9)2.2.6 基于载波的谐波注入调制 (9)2.3本章小结 (10)第3章三相逆变器的数学模型 (11)3.1在ABC静止坐标系中建立三相三桥逆变器的数学模型 (11)3.2 在ABC静止坐标系中建立三相四桥臂逆变器的数学模型[19] (15)3.3 三相四桥逆变器在dqo旋转坐标系中的数学模型 (16)3.4本章小结 (18)第4章三相四桥逆变器的空间矢量调制方案 (19)4.1空间矢量调制概述 (19)4.2空间合成矢量运动轨迹的确定 (20)4.3空间矢量分析 (25)4.4三维空间开关矢量 (26)4.5三维空间矢量调制控制方案 (29)4.5.1 MA TLAB简介 (29)4.5.2 使用滞后比较器的瞬时空间电流相量控制法 (30)4.5.3 简化的双环三态电流滞环电压调节器 (32)4.6仿真试验实现与结果 (34)4.6.1 双环三态电流滞环电压调节仿真 (34)4.6.2 简化双环三态电流滞环电压调节仿真 (42)4.7本章小结 (44)第5章全文总结与展望 (45)5.1全文总结 (45)5.2全文展望 (45)参考文献 (46)致谢 (48)第1章绪论随着社会工业的发展，当今社会对电力供电质量与安全可靠性要求越来约高对交流输入电源的稳压精度也要求越来越高。
分布式发电系统中四桥臂逆变器控制策略
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｆＥｌ ｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． １ ３１， Ｎｏ ４ ．
张 兴 （９ ３ ） １６ 一 ，男 ， 徽 籍 ， 授 ， 士 ， 要 研 究 方 向 ： 能 源发 电技 术 。 安 教 博 主 新
第 ４期
陈红兵 ， ：分 布式 发 电系 统 中四桥 臂逆 变器 控制 策 略 等
将 ａｃ ｂ 坐标 系 中的数 学 模 型变换 到 同步 旋 转坐 标 中 的数 学模 型如 下
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分 布式 发 电系统 中 四桥 臂逆变 器带 不对 称负载 能力 的强 弱很大 程度上 取决 于它 的控制 策略 。 四桥 臂逆变 器 常用 的控制 策 略 有 ： 同 步旋 转 坐 标 系下 单
的双环 控 制 策 略 。 ， 控 制 策 略 不 能 对 负 载 电压 该
的负序 分量 和零 序分 量 进 行 有效 控 制 ， 载 电压 的 负
基 金 项 目 ： 北 省 教 育 厅 科 学 技 术 研 究 项 目 （ ２ １２０ ） 安 徽 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（９４ ２ ４ ） 湖 Ｂ０２５６ ； ００ １０９ 作 者 简 介 ：陈红 兵 （９ ５ ） １７ ． ，男 ， 北 籍 ， 士研 究 生 ，主 要 研 究 方 向 ：电力 电子 与 电 力 传 动 ； 湖 博
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基于三相4桥臂的逆变器优化冗余控制策略研究
（ 中国石 油 大学 信 息与控 制 工程 学院 ， 山东 青岛 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ）
摘要 ： 提 出 了一 种 基 于 三 相 ４桥 臂 的逆 变 器 优 化 冗 余 控 制 策 略 — — 第 ４桥 臂 模 式 切 换 法 。 通 过 分 析 逆 变
器故障后各桥臂的工作状态 ， 确 定 故 障后 逆 变 器 的 电压 空 间矢 量 分 布 图 ， 并根据 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ 控 制 算 法 ， 制 定 逆 变 器优化冗余控制策略 ， 维持逆变器持续运行 ， 提高逆变器的工作可靠性。采用该控制方法 ， 通 过 第 ４桥 臂 模 式
ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｔ ｈ ｌ ｅ ｇ ，ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｔ — ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｌ ｅ ｇ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ ，ｗ ｇ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｍａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｗ ｏ ｒ ｋ ｏ ｆ
电 气传 动 ２ ０ １ ３年 第 ４ ３卷 第 ３期
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｄ Ｒ Ｉ Ｖ Ｅ ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ４ ３ Ｎ ｏ ． ３
基于三相 ４桥 臂 的逆变器优化 冗余控制策 略研 究
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基 波正序 、 负序 和零序分量分解 ， 研究分别采用正序、 负序和零序旋 转坐标 系下的电压、 电流双 闭环控制 方法 ， 搭建了 以英飞凌 Ｘ Ｅ １ ６ ４ Ｆ Ｎ单 片机为控制核心的硬 件 实验平 台， 并进行 实验研 究， 实验结 果证 明所 用控制方法的正确性。
关键 词 ： 离网； 三相 四桥 臂 逆 变 器 ； 对 称 分 量 法
检测与控制
２ ０ １ ３ 年 第５ 期（ 第２ ６ 卷， 总 第１ ２ ７ 期 ）・ 机械 研究 与应用 ・
离 网条 件 下 的 三 相 四桥 臂 逆 变 器 控 制策 略研 究
李章 清 ， 丁 军怀 ， 刘成 洋
（ １ ． 兰州长城 电Ｘ － ￣４ ＃有 限公 司， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０；２ ． 天水电气传动研 究所有限责任公司， 甘肃 天水 ７ ４ １ ０ ２ ０ ３ ． 天水长城 开关厂有 限公 司， 甘肃 兰州 ７ ４ １ ０ ２ ０ ）
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摘
Hale Waihona Puke 要： 针对微 电网中用户 负载可能不平衡 的特 点 ， 研 究 了一种 用 于微 电网 系统 的三相 四桥 臂逆 变器。建立三 相四
桥 臂 逆 变 器在 ０ 一 ｂ — Ｃ 静 止 坐标 系下 和 ｄ — ｑ同步 旋 转 坐 标 系 下 的 数 学模 型 。 利 用 对 称 分 量 法 对 逆 变 器输 出 电压 进 行
中图分类号 ： Ｔ Ｈ １ ２ ３
文献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ４ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ １ ６ ４ － ０ ３
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