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正弦波逆變電路中SPWM取值該如何調整?

2016-06-08 09:11 來源:電源網綜合 編輯:鈴鐺

在制作正弦波逆變器時,很多開發者喜歡采用SPWM來進行設計。但是在應用這種技術的過程中,經常要面臨對SPWM值進行調整的問題。本文就將列舉實際生活中的一種情況,并對這種設計情況進行分析,幫助大家搞清SPWM值調整的問題。感興趣的朋友快來看一看吧。

在使用SPWM進行50Hz的正弦波逆變器制作時,使用的是查表法,每個正弦波周期64個點,加入pid閉環控制后,到底是每個點調整一次SPWM值比較好,還是每個正弦波周期才調整一次整組SPWM表值比較好呢?

正弦波逆變器關注的是輸出SPWM基波的有效值,因此采用pid控制。應該以輸出SPWM的基波有效值為反饋量。有效值至少是一個周期才有意義,因此每個或多個正弦波周期調整一次spmw表的值即可。

那么下一個問題來了,如果當前周期里的負載發生了變化,是不是必須要到下個周期才能做出調整?

一般來說,滯后是確實存在的。采樣反饋信號可以是高速采樣一個正弦周期,進行傅里葉變換,求取該周期的基波有效值。為了簡化程序,也可以采用低通濾波器濾波后進行高速采樣,直接計算方均根。更簡單的方法就是采用檢波電路檢測峰值,但是檢波電路也需要先濾波,因為要檢的是基波。

每個點調整一次SPWM值的話,延時最小,但運算最復雜。首先要確定PID控制環屬于什么環,如果做并網電流型逆變器,一般都是直流電壓外環和電流內環,此時電壓外環可以每個或多個正弦波周期運算控制一次,而電流內環則需要每個載波周期運算控制一次,也就是一個正弦周期更新了64次。如果做電壓型逆變器,則外環一般是電壓有效值環而內環做電壓瞬時值環,同理外環可以稍慢,而內環同樣是64次。另外無論是內環還是外環,控制的都是調制比,并不改變SPWM表,也就是說SPWM表恒定不變,控制環調節調制比大小,然后用調制比乘以查表值即得出當前輸出占空比。

如果做并網型逆變器,根據KVL,輸出電壓減去電網電壓然后再電抗上的壓降產生正弦電流。那么如果電網電壓不是純正正弦波,而逆變器輸出電壓給定卻是正弦波,顯然不可能產生正弦波的電流。所謂電流內環的控制主要是控制最終控制對象的正弦度,而時刻變化的調制比恰恰是為了使輸出電壓非正弦來滿足輸出電流的正弦。

同理做離網型逆變器,做電壓瞬時值內環也是如此,假設帶整流型負載,僅僅靠有效值外環控制,則波形必定平頂,THD也會很高。但是加上電壓瞬時值內環,則經過控制后的理論輸出電壓并不是正弦波,卻反而維持了該負載特性下的輸出電壓接近正弦波。有效值環的控制僅僅是保證了輸出電壓有效值準確性,而內環控制屬于波形控制,另外像基于內模的重復控制等先進控制方法也屬波形控制一類。

通過以上的介紹,可以看到一開始提出的問題并非無法可解。而是各有各的好處。本文詳盡的為大家分析了在點調整SPWM值與在正弦波周期進行調整的差異,前者雖然得出的結果較為詳細,但弊端就是會耗費較多的運算資源,大家在進行設計時可以根據字的需要來進行選擇。

標簽: SPWM PWM

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