单相电流跟踪型逆变器的仿真

薛涛;李萍

【摘 要】本文对逆变器的分类，发展趋势及其在可再生能源并网发电中的作用做了简单介绍，然后用MATLAB对电流跟踪型逆变器做了仿真，得出在合适的RL值下，输出电流很好地跟踪了给定电流的变化。 【期刊名称】《科技风》 【年(卷),期】2012(000)019 【总页数】2页(P52-52,59)

【关键词】电流跟踪型逆变器;MATLAB/simulink;半桥式;全桥式 【作 者】薛涛;李萍

【作者单位】西藏农牧学院,西藏林芝 860000;西藏农牧学院,西藏林芝 860000 【正文语种】中 文 电能变换的类型有四种：

1）DC-DC变换器（直流电与直流电之间的变换）；

2）DC-AC变换器（直流电与交流电之间的变换），这种变流装置也称为逆变器； 3）AC-DC变换器（交流电与直流电之间的变换）； 4）AC-AC变换器（交流电与交流电之间的变换）。

逆变技术的分类方式有很多，按逆变器输出交流的频率分为：工频逆变（50～60HZ）、中频逆变（400HZ至几十KHZ）和高频逆变（几十KHZ到几MHZ）；按逆变器输出相数可分为：单相逆变器、三相逆变器、多相逆变器；按逆变器输入

的不同可分为电压源逆变器（输入为恒定的的直流电压）和电流源逆变器（输入为恒定的直流电源）；按开关的调制方式可分为方波调制逆变器、阶梯波调制逆变器、单极性PWM调制逆变器、矢量调制及跟踪型调制逆变器；按逆变器输出的控制方式可分为输出正弦波电压为被控量的电压型逆变器和以输出正弦波电流为被控量的电流型逆变器等等。

随着全控型功率器件的高频调制技术的快速发展和不断完善，在过去的多年中，开关型逆变器在电路的基本形式和控制的基本方法方面都已趋于成熟，然而，开关型逆变器技术仍然在许多方面在以更快的速度不断发展，第一，高频化。高频化技术直接导致了隔离变压器和滤波器体积及重量的减小，但也导致了开关损耗的增加和电磁干扰的增大；第二，开关型逆变器的模块集成化发展；第三，开关型逆变器的数字化和网络化控制。

逆变器在可再生能源并网发电中起着重要作用，可再生能源已开始有补充能源向替代能源过度，从偏远缺电地区的独立发电系统向分布式可调度型大功率并网发电系统的方向发展，可再生能源发电并网系统可提供稳定、高质量、高效率的绿色能源，并网逆变器是可再生能源发电系统和电网的重要接口，是目前国内外研究的热点。逆变器电流是可再生发电电能质量的重要指标，PWM控制技术是目前最为流行的逆变器控制技术。光伏并网发电因其受温度和光照等外界条件变化的影响以及光伏阵列非线性的电气特性，其控制系统变得复杂。闭环电流PWM控制是光伏并网逆变器的主要的控制策略，能够实时跟踪参考电流波形，精确地控制注入电网电流，使其最大限度的降低畸变率和减小谐波分量。

电流跟踪型逆变器使逆变器输出电流跟随给定的电流波形变化，这是一种PWM控制方式，电流跟踪一般都采用滞环控制，也就是把逆变器的输出电流和给定的电流相比较，当所得的电流偏差超过一定范围时，改变逆变器的开关状态，使逆变器输出电流增加或减小，这样就会把输出电流与给定电流的偏差控制在一定的范围内。

原理：逆变器首先通过检测负载电流i，并与给定电流i＊相比较，相比较所得的偏差信号经过滞环控制器H1和H2，而当所得的偏差超过滞环控制器的环宽ΔI时，此时则改变逆变器开关状态，且当VT1导通时，i增加，VT2导通时电流下降。如此周而复始，随着跟踪给定电流i＊的波形，逆变器的输出电流i将做锯齿形变化，而锯齿形变化的范围与滞环控制器的环宽ΔI有关，ΔI较小，逆变器的输出电流跟踪给定的效果更好，但是逆变器的开关频率将提高，开关的损耗也更大。因此要选择合适的环宽。

利用MATLAB对全桥式逆变器进行仿真，仿真模型如下：

其中，跟踪控制逆变器的模型参数与半桥式逆变器仿真的参数一样。DC1、DC2均为200V；RL模块中：R为0.5Ω、L为0.5m H；正弦波模块：幅值：20，ω为100π。 仿真波形如下：

可见，当取合适的RL值时，全桥式逆变器输出电流的波形也很好地跟踪了给定电流的变化，但它的输出电压是半桥式逆变器的一倍。

本文简单介绍了逆变器的分类、发展趋势，及单相电流跟踪型逆变器的原理，然后用MATLAB对全桥式逆变器做了仿真，从结论中我们可以看到在合适的RL值下，其输出电流很好的跟踪了给定电流的变化，所以选取合适的RL值是关键。

【相关文献】

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