基于STM32 单片机的逆变器双闭环控制系统实现方法

李文杰,吴泓江

(陕西理工大学,陕西 汉中 723001)

0 引言

进入21 世纪以来,气候和能源问题让各国提出了低碳发展的迫切要求。 以发展可再生能源、节约能源为主题的低碳经济已经成为人类社会未来发展的主流。 大力发展分布式发电技术是我国电力系统发展的必然趋势,逆变器作为分布式发电的核心组成部分,在整个微网系统的能量协调方面发挥着重要的作用[1-2]。

1 硬件部分

1.1 系统整体结构示意图

如图1 所示,本文采用STM32F4 系列单片机作为主控芯片,系统由调理电路、采样电路、驱动电路、保护电路、主电路组成[3]。

图1 系统整体结构

1.2 主电路图

如图2 所示,三相逆变器由3 个单相全桥逆变器结构组成,经变压器隔离组成三相四线制系统,且三相逆变器各相可以独立控制,其负载可以是线性的也可以是非线性的[4-5]。

图2 组合式三相逆变器主电路拓扑

图中,L 为滤波电感,C 为滤波电容,uom(m=a,b,c) 为三相输出相电压,iom(m=a,b,c) 为三相电流,iLm为三相逆变器的电感电流[6]。

1.3 组合式三相逆变器的控制方式

组合式三相逆变器由3 个单相逆变器组成,其控制方式很灵活,可以利用控制单相逆变器的方法来进行控制。

三相交流电压在相位上相差120°,所以通过将一相的交流参考信号分别移相120°和240°的方式来产生三相的参考信号UAref,UBref,UCref。

本文采用电压、电流双环的方式进行三相逆变器的闭环控制,能达到对电压、电流的精确控制,防止因电流不受控而产生大电流损坏系统。 通过SPWM 双极性调制方式来产生开关脉冲。……