摘要
随着人们对绿色、高效能源需求的增长，高性能逆变电源已然成为电力电子科学技术领域的一个研究热点。在雷达、飞机、地面机动保障等应用领域中，伴随集中式、大功率供电方式的日渐广泛，中频逆变电源多模块并联技术是亟待解决的关键问题。在传统的交流供电系统中，逆变电源并联工作时，需要多组且复杂的通讯线连接，需要实时监控其输出电压频率、幅值等众多数据量，这些因素将影响系统控制带宽。针对这一问题，本课题设计的基于改进下垂控制的虚拟同步机(VSG)控制算法用于解决上述问题，该方法是在下垂控制的基础上，增加虚拟阻抗以满足下垂控制特性的要求，通过VSG控制算法，增强系统对小扰动的抗干扰能力，模块并联运行时不需要额外的通讯接口。本课题采用数字处理器TMS320F28335作为主控器，发波、保护功能由FPGAZYNQ7000完成，在此基础上对三相400Hz中频逆变电源进行研究。 本课题的主要工作是分为四点: 首先，构建三相中频逆变电源的控制方法及仿真研究。对下垂控制和VSG控制的进行基本理论分析和相关参数设计方法，分别分析下垂控制和VSG控制的外特性和存在的问题。通过增加虚拟阻抗解决线路呈阻性的问题，更加适用下垂控制方程;通过采用VSG控制策略增加系统惯性，以提高系统抗干扰能力。通过这两种控制策略的结合，更加有效的控制逆变电源系统。 其次，设计中频逆变电源主电路。根据设计指标要求，设计其整流电路、逆变电路、高频变压器、LC滤波器以及各个开关器件、整流二极管选型。针对组合式三相逆变电路进行离散数学建模，根据坐标变换将三相静止坐标系（a，b，c）变换为两相旋转坐标系（d,q），并求得其状态方程。再结合控制策略，实现中频逆变电源系统的运行。 第三，控制系统的设计。该控制系统以TMS320F28335为核心控制芯片以及可编程的FPGAZYNQ7000逻辑芯片构成，设计了外围电路相关参数的选择，包括了电压、电流、温度采样调理电路，过流保护电路和VFD屏显示功能等。控制软件部分以程序框图的形式进行介绍。 最后，为了验证提出的该逆变电源具有可行性，利用Matlab仿真软件对该系统进行仿真实验，并搭建了一台数字化400Hz中频逆变电源平台，并对系统控制波形以及输出进行验证。证明实验结果符合设计要求。
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