三相逆变器小信号输入阻抗特性研究.pdf
第23卷第1期电子设计工程2015年1月Vol 23Electronic Design Engineeringfan.2015三相递变器小信号输入抗特性硚究郑先成,王文光,黄沈(西北工业大学自动化学院,陕西西安710129摘要;文中基于三相逆变器输入阻抗特性对于分析电力系统的稳定性和控制电能质登的重要意义,通过小信号建模对三相逆变器的输入阻抗进行了分析,得出以下结论:增加负載不利于系统稳定性;控制参敬与持逆变器输入阻抗负阻抗特性有关,带宽越大,负阻抗特性的频段越宽;而LC滤波器参数对输入阻抗的影主要体现在高频段,随着阻尼比的増加,其輸入阻抗幅值増加。本文还提出一种设汁逆变器新思路,即从满足系統稳定性要求出发设计逆变器参敬,仿真结果表明,整流器与逆变器級联系统是稳定的。关键词;恒功卒负载;PWM逆变器:输入阻抗;系统稳定性中图分类号:TN710文献标识码:A文章编号:1674-6236(2015)01-0162-04Analysis of three-phase inverter small signal input impedanceZHENG Xian-cheng, WANG Wen-guang, HUANG ShenSchool o/A utomation, orthe stern Polylechnical Uniersity, Xi an 710129, ChinaAbstract: Based on the important significance of three-phase inverter input impedance characteristics while analyzing thestability of power systen and controlling Ihe power quality. This paper gives the small signal model of three-phase inverter anddeduce the impedance expressions of the inverter. The influence on input impedance is analyzed. Then the conclusions aredrew: overload is not conducive to the stability of the system; negative impedance characteristics is related to the controlparaneters, the larger the bandwidth is, Lhe grealer the negative impedance characteristics spectrum is; The influence of LCfilter parameters on the input impedance of inverters mainly manifests under high frequency conditions. The impedanceamplitude increases as the damping ralio enlarges. This paper also puls forward a new idea on inverter design by which theinverter parameters meets all the requirements of system stability. The simulation results show that cascade system comprisedof rectifier and inverter is stableKey words: Conslant Power I ad (CPL); Ihree-phase inverter; input impedance; syslem stability随着新能源发电、智能微电网以及功率变换技术的发的耦合作用,分析其阻抗特性极其复杂,因此有必要通过对展,分布式供电系统具有设计灵活、可靠性高、便于维护等优三相逆变器建模分析逆变器的阻抗表达式及其影响因素,从点,在工业电网、多/全电飞机和船舶等电力系统中状得广泛而为分析整个直流电力系统稳定性提供依据。本文通过小信应用。为了满足各个用电设备的需要,往往需要各种电力号建模对三相逆变器的输入抗进行了分析,并从系统稳定电子变换器进行功率変换。然而,电力电子变换器的负阻抗性要求出发,设计了逆变器参数,仿真结果表明,整流器与逆特性给电力系统不稳定和电能质量控制带来巨大挑战。单独变器级联系统是稳定的。设计的性能良好的功率変换器集成在一起后,引起系统的性能不能满足要求肤至出现系统不稳定SPWM逆变器控制系统设计提出阻抗匹配准则以来,变换器阻抗特相电压型PWM逆变器主电路结构如图1所示。性成为判断系统稳定性的一项重要指标,很多文章都对DC设KM为逆变桥的比例系数,忽略输出滤波器的寄生参DC变换器的阻抗特性进行了研究,同时一些学者亦对阻抗数,则逆变器可以等数为匹配准则进行了改进。G:=Kp(RCS+1)(RCLS+LS+R)三相逆变器是新能源电源并网的关键设备,也是直流供对三相逆变器采用SPWM的调制方式,控制结构采用双电系统中典型的恒功率负载。不同于DCAC变换器,三相逆环控制,即电流内环和电压外环。対电流内环设计时允分考变器是典型的多输入多输出系统,山于其非线性及功率器件虑系统响应的快速性,采用电流反馈控制,对电压外环进行收稿日期:2014-02-07稿件编号:201402009设计时保证输出电压幅侑符合系统要求,采用电压反馈控作者简介:郑先成(1977),男,陕西西安人,博士,副教授。研究方向:航空航天器电力系统分析与控制,嵌入式实时系
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第23卷第1期
电子设计工程
2015年1月
Vol 23
Electronic Design Engineering
fan.2015
三相递变器小信号输入抗特性硚究
郑先成,王文光,黄沈
(西北工业大学自动化学院,陕西西安710129
摘要;文中基于三相逆变器输入阻抗特性对于分析电力系统的稳定性和控制电能质登的重要意义,通过小信号建模
对三相逆变器的输入阻抗进行了分析,得出以下结论:增加负載不利于系统稳定性;控制参敬与持逆变器输入阻抗
负阻抗特性有关,带宽越大,负阻抗特性的频段越宽;而LC滤波器参数对输入阻抗的影主要体现在高频段,随着
阻尼比的増加,其輸入阻抗幅值増加。本文还提出一种设汁逆变器新思路,即从满足系統稳定性要求出发设计逆变器
参敬,仿真结果表明,整流器与逆变器級联系统是稳定的。
关键词;恒功卒负载;PWM逆变器:输入阻抗;系统稳定性
中图分类号:TN710
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2015)01-0162-04
Analysis of three-phase inverter small signal input impedance
ZHENG Xian-cheng, WANG Wen-guang, HUANG Shen
School o/A utomation, orthe stern Polylechnical Uniersity, Xi an 710129, China
Abstract: Based on the important significance of three-phase inverter input impedance characteristics while analyzing the
stability of power systen and controlling Ihe power quality. This paper gives the small signal model of three-phase inverter and
deduce the impedance expressions of the inverter. The influence on input impedance is analyzed. Then the conclusions are
drew: overload is not conducive to the stability of the system; negative impedance characteristics is related to the control
paraneters, the larger the bandwidth is, Lhe grealer the negative impedance characteristics spectrum is; The influence of LC
filter parameters on the input impedance of inverters mainly manifests under high frequency conditions. The impedance
amplitude increases as the damping ralio enlarges. This paper also puls forward a new idea on inverter design by which the
inverter parameters meets all the requirements of system stability. The simulation results show that cascade system comprised
of rectifier and inverter is stable
Key words: Conslant Power I ad (CPL); Ihree-phase inverter; input impedance; syslem stability
随着新能源发电、智能微电网以及功率变换技术的发的耦合作用,分析其阻抗特性极其复杂,因此有必要通过对
展,分布式供电系统具有设计灵活、可靠性高、便于维护等优三相逆变器建模分析逆变器的阻抗表达式及其影响因素,从
点,在工业电网、多/全电飞机和船舶等电力系统中状得广泛而为分析整个直流电力系统稳定性提供依据。本文通过小信
应用。为了满足各个用电设备的需要,往往需要各种电力号建模对三相逆变器的输入抗进行了分析,并从系统稳定
电子变换器进行功率変换。然而,电力电子变换器的负阻抗性要求出发,设计了逆变器参数,仿真结果表明,整流器与逆
特性给电力系统不稳定和电能质量控制带来巨大挑战。单独变器级联系统是稳定的。
设计的性能良好的功率変换器集成在一起后,引起系统的性
能不能满足要求肤至出现系统不稳定
SPWM逆变器控制系统设计
提出阻抗匹配准则以来,变换器阻抗特
相电压型PWM逆变器主电路结构如图1所示。
性成为判断系统稳定性的一项重要指标,很多文章都对DC
设KM为逆变桥的比例系数,忽略输出滤波器的寄生参
DC变换器的阻抗特性进行了研究,同时一些学者亦对阻抗数,则逆变器可以等数为
匹配准则进行了改进。
G:=Kp(RCS+1)(RCLS+LS+R)
三相逆变器是新能源电源并网的关键设备,也是直流供
对三相逆变器采用SPWM的调制方式,控制结构采用双
电系统中典型的恒功率负载。不同于DCAC变换器,三相逆环控制,即电流内环和电压外环。対电流内环设计时允分考
变器是典型的多输入多输出系统,山于其非线性及功率器件虑系统响应的快速性,采用电流反馈控制,对电压外环进行
收稿日期:2014-02-07
稿件编号:201402009
设计时保证输出电压幅侑符合系统要求,采用电压反馈控
作者简介:郑先成(1977ー),男,陕西西安人,博士,副教授。研究方向:航空航天器电力系统分析与控制,嵌入式实时系
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