
在制作正弦波逆變器時,很多開發(fā)者喜歡采用SPWM來進行設(shè)計。但是在應(yīng)用這種技術(shù)的過程中,經(jīng)常要面臨對SPWM值進行調(diào)整的問題。本文就將列舉實際生活中的一種情況,并對這種設(shè)計情況進行分析,幫助大家搞清SPWM值調(diào)整的問題。感興趣的朋友快來看一看吧。
在使用SPWM進行50Hz的正弦波逆變器制作時,使用的是查表法,每個正弦波周期64個點,加入pid閉環(huán)控制后,到底是每個點調(diào)整一次SPWM值比較好,還是每個正弦波周期才調(diào)整一次整組SPWM表值比較好呢?
正弦波逆變器關(guān)注的是輸出SPWM基波的有效值,因此采用pid控制。應(yīng)該以輸出SPWM的基波有效值為反饋量。有效值至少是一個周期才有意義,因此每個或多個正弦波周期調(diào)整一次spmw表的值即可。
那么下一個問題來了,如果當(dāng)前周期里的負載發(fā)生了變化,是不是必須要到下個周期才能做出調(diào)整?
一般來說,滯后是確實存在的。采樣反饋信號可以是高速采樣一個正弦周期,進行傅里葉變換,求取該周期的基波有效值。為了簡化程序,也可以采用低通濾波器濾波后進行高速采樣,直接計算方均根。更簡單的方法就是采用檢波電路檢測峰值,但是檢波電路也需要先濾波,因為要檢的是基波。
每個點調(diào)整一次SPWM值的話,延時最小,但運算最復(fù)雜。首先要確定PID控制環(huán)屬于什么環(huán),如果做并網(wǎng)電流型逆變器,一般都是直流電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán),此時電壓外環(huán)可以每個或多個正弦波周期運算控制一次,而電流內(nèi)環(huán)則需要每個載波周期運算控制一次,也就是一個正弦周期更新了64次。如果做電壓型逆變器,則外環(huán)一般是電壓有效值環(huán)而內(nèi)環(huán)做電壓瞬時值環(huán),同理外環(huán)可以稍慢,而內(nèi)環(huán)同樣是64次。另外無論是內(nèi)環(huán)還是外環(huán),控制的都是調(diào)制比,并不改變SPWM表,也就是說SPWM表恒定不變,控制環(huán)調(diào)節(jié)調(diào)制比大小,然后用調(diào)制比乘以查表值即得出當(dāng)前輸出占空比。
如果做并網(wǎng)型逆變器,根據(jù)KVL,輸出電壓減去電網(wǎng)電壓然后再電抗上的壓降產(chǎn)生正弦電流。那么如果電網(wǎng)電壓不是純正正弦波,而逆變器輸出電壓給定卻是正弦波,顯然不可能產(chǎn)生正弦波的電流。所謂電流內(nèi)環(huán)的控制主要是控制最終控制對象的正弦度,而時刻變化的調(diào)制比恰恰是為了使輸出電壓非正弦來滿足輸出電流的正弦。
同理做離網(wǎng)型逆變器,做電壓瞬時值內(nèi)環(huán)也是如此,假設(shè)帶整流型負載,僅僅靠有效值外環(huán)控制,則波形必定平頂,THD也會很高。但是加上電壓瞬時值內(nèi)環(huán),則經(jīng)過控制后的理論輸出電壓并不是正弦波,卻反而維持了該負載特性下的輸出電壓接近正弦波。有效值環(huán)的控制僅僅是保證了輸出電壓有效值準(zhǔn)確性,而內(nèi)環(huán)控制屬于波形控制,另外像基于內(nèi)模的重復(fù)控制等先進控制方法也屬波形控制一類。
通過以上的介紹,可以看到一開始提出的問題并非無法可解。而是各有各的好處。本文詳盡的為大家分析了在點調(diào)整SPWM值與在正弦波周期進行調(diào)整的差異,前者雖然得出的結(jié)果較為詳細,但弊端就是會耗費較多的運算資源,大家在進行設(shè)計時可以根據(jù)字的需要來進行選擇。
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