一種基于滑??刂频男滦虰oost正弦波逆變器
(17)
式中

,

滑模存在的條件是要求所有在滑模面附近的狀態(tài)軌跡都指向滑模面。通過(guò)滑模控制器產(chǎn)生的信號控制開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作來(lái)保證系統的狀態(tài)穩定在滑模面附近,因此,滑模控制器需滿(mǎn)足式(18)

使開(kāi)關(guān)管變量有如式(19)所示關(guān)系時(shí),滿(mǎn)足式(18)。

因此(18)所表示的條件也可改寫(xiě)為:


在實(shí)際應用中,可以認為狀態(tài)變量誤差x遠遠小于參考量V*,因此式(20)和(21)可寫(xiě)成

設計一個(gè)有效的滑??刂破?,就必須同時(shí)滿(mǎn)足式(23)和(24)兩個(gè)條件。理論上,閉環(huán)滑??刂频淖儞Q器系統具有無(wú)限高的開(kāi)關(guān)頻率,但在具體實(shí)現時(shí)是不可能的,需要采取響應的開(kāi)關(guān)頻率降低方法,本文采用延遲方法,即修改變結構控制方程(7)為

式中δ為控制延遲量,當-δ
4系統仿真
根據圖1所示逆變器主電路及圖5的控制電路,用PSIM軟件對該電路進(jìn)行了仿真,電路參數選取如下: Vin=100V, V0=240sin(2π*50Hz), fs=20kHz, P0=500W, RL=30Ω L1、L2=1000μH, C1、C2=20μF, K1=0.171,K2=0.020和δ=0.3。仿真波形如圖7、8所示:

從仿真波形可知,電容電壓的直流分量為120V,輸出電壓最大值為240V,有效值為171V,總諧波畸變小于0.3%。說(shuō)明利用滑??刂戚^好地實(shí)現了交流輸出電壓高于直流輸入電壓并使輸出電壓為標準的正弦波。
5 結論
本文討論了一種新的boost正弦波逆變器的電路拓撲,闡述了其工作原理,并基于滑??刂圃碓O計了電路的控制方案。仿真結果很好地說(shuō)明了此電路能較好地實(shí)現DC/AC,同時(shí)使輸出電壓高于輸入電壓,系統具有良好的動(dòng)態(tài)和穩態(tài)響應,它可以廣泛應用到交流電動(dòng)機驅動(dòng)和不間斷電源(UPS)系統中。
參考文獻
1.王聰. 軟開(kāi)關(guān)功率變換器及其應用. 科學(xué)出版社,2000.
2.高為炳. 變結構控制的理論及設計方法. 科學(xué)出版社,1998.
3.王豐堯. 滑模變結構控制. 機械工業(yè)出版社,2001.
4.Ramon O. Caceres and Ivo Barbi. “A boost DC-AC converter:analysis design, and experimentation”. IEEE Transactions on power electronics, Vol .14: 134-141,1999.
5.Ramon O. Caceres and Ivo Barbi. “Sliding mode controller for the boost inverter”, IEEE CIEP’96,247-252.1996.
6.Ramon O. Caceres and Ivo Barbi. “A boost DC-AC converter:operation, analysis, control and experimentation”, IECON. Proceedings of international conference on industrial elctronics, control and instrumentation-,546-551. 1995.
7.P.Mattavelli , L.Rossetto , and G.Spiazzi, “Genneral purpose sliding mode controller for dc-dc converter application,”in Proc.Power Electronic Specialist Conf.(PESC’93), 609-615. 1993 .
評論