一种基于SPWM的逆变电源并联运行参数设计及控制策略仿真

关冠晖+傅伟豪

摘 要：一种逆变电路采用IGBT桥，逆变方式为SPWM，两个逆变电源并联运行。该电源采用LC滤波器，主要滤除高次谐波。逆变电源采用压瞬时值反馈单环PID控制，改善输出波形质量。该并联逆变电源在Matlab的Simulink组件中模拟，分别测试分析了带动线性负载动态均流效果和非线性负载静态均流效果。

关键词：逆变电源；SPWM；并联运行；PID控制

中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0007-03

1 主电路参数设计与选型

1.1 直流电压，额定电流与IGBT选型

选择输出线电压有效值为380V+-5%，额定容量100 kVA，故选择直流电压、额定电流如下：

本实验采用Universal Bridge来实现IGBT，如图1和图2所示。

1.2 主电路设计与参数

本三相四线电路采取SPWM控制逆变电路，利用正弦波与三角波比较产生的反映正弦波特性的一系列不同宽度的脉冲，这些脉冲序列作为开启/关闭逆变桥开关器件的信号，使直流电压变为一系列周期性阶梯波，波形在电容的作用下得到近似正弦波的波形，并在输出滤波电路的作用下最终生成正弦波；本实验的逆变电路是三相可控全桥式逆变电路，并且由两个逆变器并联工作。[1]如图3、图4、图5、图6和图7所示。

2 输出滤波电路参数设计过程

本实验根据实验情况，选取阻尼比ξ=0.8，期望自然振荡频率？棕=3 500 rad/s，n=10来计算。

5 非线性负载下静态均流效果仿真与结果分析

5.1 RLC负载

负荷电路图，如图9所示。电压电流波形图，如图10所示。电压谐波分析，如图11所示。

5.2 二极管负载

负荷电路图（其中一相），如图12所示。电压电流波形图，如图13所示，电压谐波分析，如图14所示。

6 线性负载变化动态均流效果仿真与结果分析

电路图，如图15所示。

电压电流波形，如图16所示。

电压谐波分析，如图17所示。

参考文献：

[1] 杨荫福，段善旭，朝泽云.电力电子装置及系统第1版[M].北京：清华大学 出版社，2006：66-83.

[2] 俞杨威，金天均，谢文涛，等.基于PWM逆变器的LC滤波器[D].杭州：浙江 大学电力电子研究所，2007：50-52

[3] 孙朝晖，吴浩伟，方斌，等.采用PID和重复控制的逆变器波形控制策略 [J].船电技术，2010：14-17