风力发电机逆变器综述
4 逆变器变结构控制方法
4.1 传统逆变电路控制方法
传统逆变电路的控制技术和策略主要有电压瞬时值反馈控制、电流瞬时值反馈控制和PID控制等。
4.1.1 电压瞬时值反馈控制
电压瞬时值控制是将逆变器输出的电压瞬时值按比例缩减后,直接与标准正弦形状的逆变器输出基准电压相减,以得到瞬时的输出电压误差,然后再对此误差进行PI调节,并将其作为调制波再与三角载波进行比较以得到SPWM脉冲。由于跟踪的是瞬时电压的变化,使输出波形畸变降低。系统的跟踪性较好,控制简单,鲁棒性强,跟踪误差小,因而应用广泛。其电压瞬时值反馈控制原理框图
4.1.2 电流瞬时值反馈控制
电流滞环瞬时值控制技术最显著的特点是控制电路非常简单,其基本控制思想是:由于滤波电感电流事实上就是逆变桥输出电压经电感积分的结果,所以在电流滞环控制中,将滤波电感中的电流直接作为反馈信号,电感电流就可以作为斜坡函数,使系统产生自持振荡。然后利用滞环比较器形成一个以基准电流(电压调节器的输出)为中心的滞环,将反馈电流的变化控制在这个滞环内。
固定开关频率瞬时值控制技术的控制思想是:电压基准和输出电压反馈经过电压调节器后作为电流基准,电流基准和反馈电流的误差经过比例放大和三角载波进行交截,得到正弦脉宽调制(SPWM)信号来控制功率器件的导通与关断,以保证输出电压保持稳定。反馈电流有滤波器的电感电流反馈和电容电流反馈两种形式)
通过分析$采用固定开关频率瞬时值控制的电流误差围绕一个正弦信号进行变化。所以,可以直接采用基准电流和反馈电流的误差信号作为调制波信号来控制功率器件的导通与关断,从而控制逆变器的输出。当三角波的开关频率足够高时,从电流误差的调制波信号到功率管后的输出电压信号可以简化为一个比例环节
4.1.3 PID控制
PID控制主要有以下几个优点:①原理简单,适用性强;② 性能指标对被控对象的参数稍许变化不敏感,极大保证了调节的有效性;③ 可以用于补偿系统,使之达到大多数系统品质指标的要求。
PID控制的校正环节包括比例环节、积分环节和微分环节。PID控制具有较快的动态响应特性和较强的鲁棒性,能对误差信号立即产生校正作用,提高系统的稳定性,改善静态特性。
增量式PID控制器是指控制器每次输出的只是控制量的增量,当执行机构需要的是增量时,就可以使用增量式PID控制器。
4.2 先进逆变电路控制方法
先进的控制方法和策略主要有:滑模控制、模糊控制及重复控制等。