一种电流逆变器制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种电流逆变器，包括逆变器的电流控制器；其特征在于，所述电流控制器包括简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分。依照本发明专利技术实施例方法设计的简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分，能够很好的控制逆变器的输出电流。

【技术实现步骤摘要】
一种电流逆变器
本专利技术属于涉及电子
，尤其涉及一种电流逆变器。
技术介绍
逆变器是把直流电能(电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)；现有的逆变器包括逆变桥、控制逻辑、滤波电路。逆变器广泛应用于各种电器中，且广泛应用于各种利用车辆蓄电池供电的车载设备。现有的逆变器的电路如图1所示的，包括四个绝缘栅双极晶体管IGBTD1、IGBTD2、IGBTD3、IGBTD4，其中所述四个绝缘栅双极晶体管两两串联后，与直流电源V_dc并联，且串联的绝缘栅双极晶体管之间连接电感以形成交流输出va。现有的逆变器都需要有控制器，但是现有的控制器设计不合理导致逆变器的工作效果不好。
技术实现思路
针对现有技术中逆变器存在的工作效率不好的问题，本专利技术实施例的目的是提供一种有效且高效的电流逆变器。为了解决上述问题，本专利技术实施例提出了一种电流逆变器，包括逆变器的电流控制器；其特征在于，所述电流控制器包括简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分；其中所述简单比例积分控制部分通过以下方法设计而成：简单比例积分控制部分是静态的，以交流量表示的，交流量的大小和相角有很小的静态误差；设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。对应的角频率为ωc＝2·π·1000rad/s对象传递函数为其中，Vd是直流电压，L是电感器的电感，rL是电感器的电阻。在没有控制器时的系统相角为phi_sys＝arg(GPl(j·ωc))所需的相角放大为K系数为零极点位置(rad/s)常数增益Kc为最终的传递函数是其中比例谐振控制部分通过以下方法设计而成：设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。对应的角频率为ωc＝2·π·1000rad/s基波频率为60Hz，对应的角频率为ωr＝2·π·60rad/s在59.3Hz时，对应的角频率为ω1＝2·π·59.3rad/s对象传递函数为其中，Vd是直流电压，L是电感器的电感，rL是电感器的电阻。比例常数Kp为谐振常数Ki为比例谐振控制部分的传递函数为其中，Kp为比例常数，Ki为谐振常数，ω0为谐振频率。其中比例谐振控制部分的传递函数中，谐振频率ω0为交流电流频率。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述的技术方案提出的逆变器的电流控制器包括简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分。依照本专利技术实施例方法设计的简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分，能够很好的控制逆变器的输出电流。附图说明图1是现有的逆变器的电路图；图2是本专利技术实施例的电流控制原理图；图3是对PI控制器进行仿真的仿真结果；图4是对PR控制器进行仿真的仿真结果。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术实施例提出了一种逆变器的电流控制器；特别是指如图1所示的这种带有L型滤波器的逆变器。本专利技术实施例基于交流电压前馈的电流控制，提出了一种逆变器的电流控制器以用于降低输入干扰，包括简单比例积分(PI)控制和比例谐波(PR)控制。本专利技术实施例的电流控制原理如图2所示的，其PI控制是静态的，以交流量表示的，交流量的大小和相角有很小的静态误差。设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。对应的角频率为ωc＝2·π·1000rad/s对象传递函数为其中，Vd是直流电压，L是电感器的电感，rL是电感器的电阻。在没有控制器时的系统相角为phi_sys＝arg(GPl(j·ωc))所需的相角放大为K系数为零极点位置(rad/s)常数增益Kc为最终的传递函数是PI控制在电流中引起比较大的稳态误差。交流电压前馈能减小误差，但是增大了执行的复杂性，并在交流电压中产生噪声和谐波。PR控制器比例谐振(PR)控制器在60Hz时的增益很大，因此，可以在不需要交流电压前馈的情况下，大大降低稳态误差。设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。对应的角频率为ωc＝2·π·1000rad/s基波频率为60Hz，对应的角频率为ωr＝2·π·60rad/s在59.3Hz时，对应的角频率为ωl＝2·π·59.3rad/s对象传递函数为其中，Vd是直流电压，L是电感器的电感，rL是电感器的电阻。比例常数Kp为谐振常数Ki为PR控制器的传递函数为其中，Kp为比例常数，Ki为谐振常数，ω0为谐振频率(设置为交流电流频率)。为了验证本专利技术实施例的逆变器的电流控制器的有效性，根据以上方法，设计如下PI和PR控制器，并进行了仿真。PI控制器的设计已知直流电压为Vd＝400V，电感器的电感和电阻分别为1mH和0.01Ω。带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。应用Mathcad软件，进行PI控制器的设计。具体过程如下。PR控制器的设计已知直流电压为Vd＝400V，电感器的电感和电阻分别为1mH和0.01Ω。基波频率为60Hz，带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°。应用Mathcad软件，进行PI控制器的设计。具体过程如下。PI和PR控制器的仿真根据以上的计算结果，应用PLECS软件对PI和PR控制器进行仿真研究。仿真模型的示意图如下图所示。PI控制器的仿真结果根据以上计算结果，对PI控制器进行仿真。仿真结果见图3，其中，为了使图形更清晰，对交流电压乘以了增益1/4。PR控制器的仿真结果根据以上计算结果，对PR控制器进行仿真。仿真结果见图4，其中，为了使图形更清晰，对交流电压乘以了增益1/4。从仿真结果来看，PI控制器和PR控制器能很好的控制逆变器的输出电流，证明PI控制器和PR控制器的设计是正确的，PI控制器和PR控制器的控制效果是良好的。以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流逆变器，包括逆变器的电流控制器；其特征在于，所述电流控制器包括简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分；其中所述简单比例积分控制部分通过以下方法设计而成：简单比例积分控制部分是静态的，以交流量表示的，交流量的大小和相角有很小的静态误差；设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°；对应的角频率为ω

【技术特征摘要】
1.一种电流逆变器，包括逆变器的电流控制器；其特征在于，所述电流控制器包括简单比例积分控制部分和比例谐波控制部分；其中所述简单比例积分控制部分通过以下方法设计而成：简单比例积分控制部分是静态的，以交流量表示的，交流量的大小和相角有很小的静态误差；设计K系数控制器的带宽频率为1kHz，相位裕度为PM＝60°；对应的角频率为ωc＝2·π·1000rad/s对象传递函数为其中，Vd是直流电压，L是电感器的电感，rL是电感器的电阻；在没有控制器时的系统相角为phi_sys＝arg(GPl(j·ωc))所需的相角放大为K系数为零极点位置(rad/s)常数增益Kc为最终的传递函数是<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，吕志来，喻宜，张东，李海，
申请(专利权)人：北京许继电气有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11