单相逆变器电流电压双闭环控制策略的设计开题报告

全文总字数：4093字

1. 研究目的与意义（文献综述）

逆变技术[1]在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位，逆变器也越来越广泛地应用于金融、医疗中心、通信系统、航空航天、军事等领域，朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化的方向发展，具有广泛的应用前景。逆变器广泛应用于以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的逆变场合。随着石油、煤和天然气等主要能源的日益紧张，新能源的开发和利来越得到人们的重视。利用新能源的关键技术,逆变器能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电，故它在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。按照交流用电负载与输入直流电源电气隔离元件的工作频率，逆变器可分为低频环节和高频环节两大类;按照交流输出能量的去向，逆变器可分为无源逆变和并网逆变两大类。

逆变技术的发展可以分为如下两个阶段[11]：1956-1980年为传统发展阶段，这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形改善以多重叠加法为主，体积重量较大,逆变效率低。1980年到现在为高频化新技术阶段，开关器件以高速器件为主，逆变器开关频率高，波形改善以脉宽调制为主，体积重量小，逆变效率高.在pwm逆变器中[4]，为了减小其体积重量，提高其功率密度，高频化是主要发展方向之一，但高频化也存在一些问题，如增加开关损耗和电磁干扰。为此提出两个解决办法，一是提高开关器件的速度，二是使逆变开关工作在软开关状态。20世纪80年代初，美国弗吉尼亚电力电子技术中心提出了准谐振变换技术，使软开关与pwm技术的结合成为可能。它的研究对于逆变器性能的提高和进一步推广应用，以及电力电子学技术的发展，都有十分重要的意义，是当前逆变器的发展方向之一。高频软开关逆变技术产生的背景是为了克服传统逆变器的输出波形差，开关应力和emi较大的缺点。在相同背景下d.a.nabae于1981年提出了多电平逆变技术，成为当前高压大功率逆变器的发展方向。它通过主电路改进，使所有逆变开关都工作在基频或低频，以达到减小开关应力，改善输出电压或电流波形的目的。总之，逆变技术的发展是在提高波形质量的背景下，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化和集成化的方向发展[1]。

逆变器作为交流稳压电源的dc/ac部分, 其必须保证在带任何负载下输出电压波形的正弦度和稳定性。由于逆变器输出侧lc滤波器的存在, 逆变器输出阻抗不为零, 所产生的压降会导致额定输出电压的降低。传统的电压平均值控制策略可控制逆变器输出电压的有效值, 无法保证输出电压波形的正弦度。无差拍控制需要精确的数学模型, 抑制随机的负载扰动存在一定的困难。基于周期性控制的重复控制是需系统的每种干扰都进行才有可能达到无静差控制的目的,使得系统设计变得十分复杂。针对以上问题,所设计的单相逆变器在单极性倍频调制方式下采用固定开关频率的电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略，对逆变器输出的电压波形进行瞬时值补偿。实验结果表明,在非线性负载条件下，本设计的逆变器输出电压波形稳定性高,正弦度好,电压谐波含量低。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

本文主要研究1.单相逆变器的工作原理2.拓扑结构和spwm调制方法的基础上3.建立单相逆变器的模型4.基于逆变器的熟悉模型，对单相逆变器双闭环控制策略的拟定.5.对所提控制策略的有效性进行验证和控制性能分析

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：文献查阅，包括著作、期刊、会议论文、网络资源等；

第4周：完成开题报告、论文提纲；

第5周：完成英文文献翻译；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈坚.电力电子学.北京：高等教育出版社，2004.12

[2] 康华光.电子技术基础（模拟部分）.北京：高等教育出版社，2001.1

[3] 胡寿松.自动控制原理.科学出版社，2007.6