在分析现有逆变式切割电源控制系统的缺点的基础上,提出基于极点配置的双闭环控制应用于大功率逆变式切割电源中的移相全桥零电压开关(phase shift full bridge zero voltage switched,PS-FB-ZVS)变换器。首先介绍PS-FB-ZVS变换器的小信号模型,然后分析基于极点配置理论的双闭环控制系统,进行逆变式切割电源的参数整定,最后通过仿真和实验证明:电流内环稳态和动态性能良好;具有电压外环的控制系统不仅获得恒定的空载电压,而且减小了空载损耗,使变压器不易饱和,降低了输出整流管电压应力;切割电源的这种双环控制系统克服了在起弧时2个并联环不停地切换而不容易转移成大弧的缺点,实现了无缝切换,具有响应速度快、超调不大、稳态误差小的优点,并且对外部干扰具有极强的鲁棒性。
广义积分控制能够无静差的跟踪正余弦指令信号,因此广泛应用于并联有源滤波器(shunt active power filter,SAPF)电流控制中。只要系统稳定,指定次谐波补偿精度都能得到很好的保障。然而如何设计控制器参数提高控制系统动态响应性能,却一直没有得到很好的解决。提出一种广义积分控制器参数设计方法,此方法通过配置闭环系统主导极点实部,保证系统较快的动态响应速度。分析和实验结果均证明该设计方法的有效性。
为提高有源电力滤波器(active power filter,APF)的补偿性能和动态响应,提出一种基于多同步旋转坐标的谐波电流控制策略,采用通过与某指定次正序或负序谐波角速度同步的旋转坐标变换,将该指定次谐波变为直流量,实现指定次谐波的检测和PI控制,从而实现对某指定次谐波电流的无静差补偿。完整的谐波电流控制器由多个独立不同角速度的谐波电流控制器叠加组成。建立了APF在谐波旋转坐标系下的数学模型,提出一种简单的电流耦合解耦策略。对指定次谐波电流控制器进行分析,从理论上证明了与传统的电流环控制方法相比,指定次谐波控制可提高补偿精度,并利用零极点对消方法对控制器参数进行了设计。实验结果验证了所提控制策略的优越性。
