基于平均功率控制的中频逆变器主从并联系统研究

在航空航天等特殊应用领域里通常需要电源系统提供高质量、高可靠性的400 Hz中频交流电源输出,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先,对逆变器主从并联系统的整体结构进行分析和设计以实现良好的信号传输和冗余控制;其次,针对单台中频逆变器模块,采用了基本PR控制器的电压电流双闭环控制策略以改善其输出特性;随后,对基于平均功率控制策略的逆变器主从并联系统进行系统分析,并在从机控制系统里引入虚拟阻抗以改善其输出特性;最后,通过仿真和实验验证逆变器并联系统结构和控制策略的可行性。

1 kVA高性能单相中频逆变电源的研制

针对低压直流输入/中频400 Hz/115 V交流输出的高功率密度航空变流器的应用需求,提出了两级电路拓扑结构,其前级采用并-串型移相全桥结构实现隔离和升压的功能,后级采用全桥电路实现逆变功能。同时,为减小单相逆变器直流侧的二次纹波电流对前级的影响,前级单模块采用加入陷波器的负载电流前馈控制策略。为了进一步提高前级并-串型DC-DC变换器的动态性能,还提出了一种主从控制的均压控制策略;为了提高后级逆变电路的动态性能和负载调整率,提出一种改进的前馈控制策略。仿真和实验均验证了上述两级结构逆变电源控制策略的可行性。