dk-调节器输出的调制信号。

以上为三相逆变器的静止坐标系中的数学模型,下面讨论其解耦模型。

引入如下三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换关系式:

采用双闭环PI和重复控制方案实现三相逆变器设计并进行仿真分析

将式(3)代入式(1),即可得到在两相静止坐标系下控制对象的传递函数表达式如下:

采用双闭环PI和重复控制方案实现三相逆变器设计并进行仿真分析

从上面的控制对象的传递函数表达式可知,α轴和β轴已经完全解耦,各自等效为单相半桥逆变器。

从上面的分析可以看到:①在两相静止坐标系下,三相逆变器是完全解耦的,可等效为两个单相半桥逆变器。②三相解耦后的模型与单相逆变器模型相同,所以三相逆变器的控制的分析与设计方法可以借鉴单相逆变器。

2 双闭环PI控制器的设计

2.1 电流环控制器的设计

控制系统的内环的控制对象是滤波电感,特点是频带宽、响应速度快,比例调节P即可以满足要求。另外,为了抵消结构电压负反馈的影加上输出电压正反馈:

采用双闭环PI和重复控制方案实现三相逆变器设计并进行仿真分析

(1)电流环比例调节器的设计步骤1)看开环传递函数的波特图是否满足要求;2)看闭环传递函数的波特图是否满足要求。

(2)设计电流环截止频率时,有2条执行准则1)从控制系统内外环分工考量,为了加快动态响应,电流环闭环截止频率要比外环的截止频率高且尽可能的高,并采用没有延时的比例调节;2)从控制系统的执行机构考量,电流内环闭环截止频率要比电力电子器件的开关频率低。三相逆变器的电感L=0.19mH,代入(8)式得到开环的幅频特性函数:

采用双闭环PI和重复控制方案实现三相逆变器设计并进行仿真分析

2.2 电压环控制器的设计

三相逆变器的外环电路采用电压负反馈,为了抵消结构电流负反馈的影响,加上输出电流负反馈。可得: