[实用新型]一种基于自适应电流谐波抑制的逆变器电流控制系统

说明书

本实用新型属于逆变器电流控制领域，涉及一种基于自适应电流谐波抑制的逆变器电流控制系统，该系统包括：信号检测与角度跟踪模块、电流控制器模块、PWM信号输出模块、逆变器模块和滤波器模块、电流控制器模块。电流控制器模块包括：第一加法运算环节、比例积分环节、自适应谐波拟合环节、比例环节和第二加法运算环节。自适应电流谐波拟合环节采用一系列的正弦、余弦信号组合，对实际逆变器中存在的谐波进行拟合，实现对谐波信号的实时估计和补偿；正弦、余弦信号组合的幅值信息能够自适应获取，角度信号能够通过锁相环与电流信号保持一致。本实用新型的逆变器电流控制系统能够有效地抑制逆变器系统中电流的谐波含量，提高逆变电流的正弦度。

技术领域

本实用新型属于逆变器电流控制领域，涉及一种基于自适应电流谐波抑制的逆变器电流控制系统。

背景技术

随着化石燃料的不断开发，不可再生能源逐渐枯竭，近年来新能源发电技术引起了人们的极大兴趣。作为将可再生能源转换成交流电的电力电子换流装置，逆变器具有广泛的应用前景，如并网逆变系统、伺服系统等。对于并网逆变器系统，其入网电流应符合我国出台的《电能质量公用电网谐波标准》以及国际上的IEEE Std1547-2003标准。理论上，利用PI控制器可以实现逆变器的正弦电网电流和单位功率因数。然而，传统的PI控制器难以克服功率开关的调制波纹和死区效应产生的电流谐波，因此很难保证网侧电流的质量，甚至会对电网造成严重的谐波污染。而对于伺服系统，电流谐波的存在则会引起电机的转矩波动和转速波动，甚至在运行时可能产生谐振，无法满足高性能伺服系统的控制要求。

为了减小开关纹波，获得更理想的逆变电流，需要对传统的PI控制器进行改进。其中，最为实用的方法有比例谐振控制器、重复控制器和预测电流控制器等。然而，上述控制器的控制效果高度依赖于系统模型的精度。通常情况下，对象的精确模型不容易获取。因此，在商业或工业应用中，最优的控制参数很难整定。此外，无论是电网频率还是伺服电机运行的角频率实际上都在一定范围内变化，以某一固定频率设计的控制器不能保证对频率变化的最佳性能。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于自适应电流谐波抑制的逆变器电流控制系统。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种基于自适应电流谐波抑制的逆变器电流控制系统，包括：信号检测与角度跟踪模块、电流控制器模块、PWM信号输出模块、逆变器模块和滤波器模块，其中：

信号检测与角度跟踪模块的输入端连接到三相电网或三相负载，对电压、电流信号采样并经过锁相环实现角度跟踪和信号变换，输出分别传送到电流控制器模块以及PWM信号输出模块；

电流控制器模块的输出传送至PWM信号输出模块，PWM信号输出模块产生驱动信号输出至逆变器模块，实现电压调制；逆变器模块的输出端与滤波器模块相连，对调制电压进行滤波并产生相应的三相电流；滤波器模块的输出传送至三相电网或三相负载。

进一步地，电流控制器模块加入自适应谐波拟合环节对电流谐波进行拟合以及补偿。

优选地，电流控制器模块采用PI控制器与自适应谐波拟合环节并联的控制结构，通过PI控制器实现对逆变器电流的快速无静差控制，通过自适应谐波拟合环节以抑制稳态电流谐波。