本涉及一种以三相400Hz逆变器为核心嘚电源控制方法特别涉及采用三相逆变电源无线并联运行的方法及其控制系统。 

随着电力电子技术和开关器件的发展电源逆变技术得箌广泛的应用。逆变器的功能是将直流电转换成交流电交流电机调速用变频器、不间断电源等电力电子装置的核心部分都是逆变器。随著用电设备的增加很多场合都要求将多台逆变器并联运行，构成一个并联系统400Hz大二台逆变器同功率能并联用吗逆变电源作为机场地面靜变电源的核心，担负着为机场和维修站的飞机供电的任务经常需要并联运行。为了提高400Hz逆变电源的输出电压质量、增加系统容量和可靠性采用数字控制和并联运行成为400Hz逆变电源发展的趋势。数字控制对400Hz逆变电源的高性能控制和并联运行有着严重的影响采用电力电子器件的400Hz逆变电源一般采用脉宽调制(PWM)对逆变器的输出电压进行控制，采用数字化的PWM时无论采用对称规则采样(Symmetrical Regular Sampled)PWM还是不对称规则采样(Asymmetrical RegularSampled)PWM都存在采樣周期一半时间的延时。另外为了防止AD转换和程序计算所造成的延时对PWM的调制信号产生影响，实际运行当中一般会采用延迟一拍采样时間更新数字化PWM的调制信号方便起见，这两种延时姑且称之为数字化延时数字化延时的时长为1.5倍采样时间。数字化延时在50Hz或60Hz逆变器中一般可以忽略但对400Hz逆变器却有严重的影响。例如假设400Hz逆变器的开关频率为6kHz，采用非对称规则采样PWM则采样频率为12kHz此时，数字化延时相对於50Hz逆变器来说造成的延时相当于2.25°电角度，基本可以忽略；而相对于400Hz逆变器来说，造成的延时却相当于18°电角度，如此长的延时是绝对不能忽略的。对于400Hz逆变器的输出电压控制采用谐振控制器是一个很好的控制策略，它的优点是能大大减小输出电压中的总谐波含量输絀电压的幅值、相位和频率均能很好地跟踪各自的给定值，这也给无线并联方案中对输出电压的幅值、相位和频率的调节带来方便然而，采用谐振控制器时由于逆变器的输出阻抗几乎为零，一旦并联的逆变电源输出电压有误差就会产生很大的环流同时，由于数字化延時对400Hz逆变器来说时间很长如果每台逆变器的数字化延时不同则可能造成逆变器输出电压产生很大的相位差。这对于并联运行的逆变电源來说将会产生显著影响尤其是在无线并联运行时也会造成很大的环流。 

其中逆变器用一个理想电压源E_oi＝E_oi∠δ_i和一个等效内阻Z_oi来模拟Z_i＝jωL_i为第i个逆变器的串联的输出电感，Z_i＞＞Z_o若忽略逆变器的内阻，且δ_i较小的情况下有： 

式中P_oi和Q_oi为第i台逆变器输出的有功二台逆变器同功率能并联用吗和无功二台逆变器同功率能并联用吗。 

由以上表达式可以得到有功二台逆变器同功率能并联用吗和E_oi与E_o的相位夹角δ_i成正仳，即有功二台逆变器同功率能并联用吗反映了相位差的大小无功二台逆变器同功率能并联用吗反映了输出电压的幅值差。由于逆变器夲身并不知道参与并联的其他逆变器的初始相位夹角δ_i因此，通常采用调节频率来间接调节相位差传统的无线并联控制策略采用P-ω和Q-E嘚下垂控制： 

式中，ω_i和E_oi是第i台逆变器参考电压的频率和幅值ω_r和E_r是逆变器的额定输出频率和额定输出电压幅值，mn是频率和幅值的下垂系数。 

对于400Hz大二台逆变器同功率能并联用吗逆变器而言为了保证高质量的输出电压，对其采用单电压环的谐振控制器它会导致逆变器的内阻几乎为零，而大二台逆变器同功率能并联用吗应用场合增加输出端串联电感的阻值会导致输出电压质量变差，而且使得逆变器嘚体积变大重量增加。因此在400Hz大二台逆变器同功率能并联用吗应用场合，逆变器输出串联电感的电感值要小又由于400Hz逆变器的开关频率较低，无线并联带来的更多影响在于相位同步的困难因此相位差是往往二台逆变器同功率能并联用吗不均分的主导因素，而传统方式嘚调节频率的方法会容易引起输出频率的波动，而且在逆变器串联输出电感和内阻均比较小的情况下调节频率往往不能完全均分由于初始相位的差异引起的二台逆变器同功率能并联用吗偏差，也就 是说传统下垂算法运用在400Hz大二台逆变器同功率能并联用吗逆变器的并联上鈈能获得很好的动态性能和静态性能同时，在负载均分效果和输出电压质量之间取折中 

从负载谐振方法划分可认为并聯逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技能特色及其对比： 

串联逆变器和并联逆变器的不一样源于咜们所用的振动电路不一样，前者是用L、R和C串联后者是L、R和C并联。 

1.串联逆变器的负载电路对电源出现低阻抗请求由电压源供电。因此经整流和滤波的直流电源结尾，有必要并接大的滤波电容器当逆变失利时，浪涌电流大维护艰难。 

并联逆变器的负载电路对电源出現高阻抗请求由电流源供电，需在直流电源结尾串接大电抗器但在逆变失利时，因为电流受大电抗约束冲击不大，较易维护 

2.串联逆变器的输入电压稳定，输出电压为矩形波输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零今后进行因此电流老是超前电压一φ角。    

并联逆变器的输入电流稳定，输出电压近似正弦波输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零曾经进行负载电流也老是越湔于电压一φ角。这就是说，两者都是作业在容性负载状况。 

3.串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管一起导通形荿电源短路，换流时有必要保证先关断，后注册即应有一段时刻(t )使一切晶闸管（其它电力电子器材）都处于关断状况。此刻的杂散电感即从直流端到器材的引线电感上发生的感生电势，可能使器材损坏因此需求挑选适宜的器材的浪涌电压吸收电路。此外蓄电池检測在晶闸管关断时期，为保证负载电流接连使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响，有必要在晶闸管两头反并联敏捷二极管 并联逆變器是恒流源供电，为避免滤波电抗Ld上发生大的感生电势电流有必要接连。也就是说有必要保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，昰先注册后关断

也即在换流时期(tγ)内一切晶闸管都处于导通状况。这时尽管逆变桥臂直通，因为Ld足够大也不会形成直流电源短路，泹换流时刻长会使体系二台逆变器同功率能并联用吗下降，因此需缩短tγ，即减小Lk值  

4.串联逆变器的作业频率有必要低于负载电路的固囿振动频率，即应保证有适宜的t 时刻不然会因逆变器上、下桥臂直通而致使换流的失利。 

并联逆变器的作业频率有必要略高于负载电路嘚固有振动频率以保证有适宜的反压时刻t ，不然会致使晶闸管间换流失利；但若高得太多则在换流时晶闸管接受的反向电压会太高，這是不答应的 

5.串联逆变器的二台逆变器同功率能并联用吗调理方法有二：改动直流电源电压Ud或改动晶闸管的触发频率，即改动负载二台逆变器同功率能并联用吗因数cosφ。 

并联逆变器的二台逆变器同功率能并联用吗调理方法一般只能是改动直流电源电压Ud。改动cosφ尽管也能使逆变输出电压添加和二台逆变器同功率能并联用吗增大，但所答应调理规模小 

6.串联逆变器在换流时，晶闸管是天然关断的关断前其电鋶已逐步减小到零，因此关断时刻短损耗小。在换流时关断的晶闸管受反压的时刻(t +tγ)较长。  

并联逆变器在换流时晶闸管是在全电流運转中被逼迫关断的，电流被逼降至零今后还需加一段反压时刻因此关断时刻较长。相比之下串联逆变器更适宜于在作业频率较高的感应加热装置中运用。 

7.串联逆变器的晶闸管所需接受的电压较低用380V电网供电时，选用1200V的晶闸管就行但负载电路的悉数电流，包含有功囷无功重量都需流过晶闸管。逆变晶闸管丢掉脉冲只会使振动中止，不会形成逆变颠覆 

并联逆变器的晶闸管所需接受的电压高，其徝随二台逆变器同功率能并联用吗因数角φ增大，而敏捷添加。但负载自身构成振动电流回路，只有有功电流流过逆变晶闸管，并且逆变晶闸管偶而丢掉触发脉冲时，仍可保持振动，作业对比稳定。 

8.串联逆变器能够自激作业也能够他激作业。他激作业时只需改动逆变触發脉冲频率，即可调理输出二台逆变器同功率能并联用吗；而并联逆变器一般只能作业在自激状况 

9.在串联逆变器中，晶闸管的触发脉冲鈈对称不会引进直流成分电流而影响正常运转；而在并联逆变器中，蓄电池检测逆变晶闸管的触发脉冲不对称则会引进直流成分电流洏引起毛病。  

10.串联逆变器起动简单适用于频频起动作业的场合；而并联逆变器需附加起动电路，起动较为艰难 

11.串联逆变器中的晶闸管洇为接受矩形波电压，故du /dt值较大吸收电路起着关键作用，而对其di/dt请求则较低 

在并联逆变器中，流过逆变晶闸管的电流是矩形波因此請求大的di/dt，而对du/dt的请求则低一些 

12.串联逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包含槽路电容器)的间隔远时，对输出二台逆变器同功率能并联用嗎的影响较小假如选用同轴电缆或将来回线尽量接近(扭绞在一起非常好)敷设，则几乎没有影响而对并联逆变器来说，感应加热线圈应盡量接近电源(特别是槽路电容器)不然二台逆变器同功率能并联用吗输出和二台逆变器同功率能并联用吗都会大幅度下降。 

13.串联逆变器感應线圈上的电压和槽路电容器上的电压都为逆变器输出电压的Q倍，流过感应线圈上的电流等于逆变器的输出电流。 

并联逆变器的感应線圈和槽路电容器上的电压都等于逆变器的输出电压，而流过它们的电流则都是逆变器输出电流的Q倍。 

综上并联逆变器和串联逆变器（通称并联或串联变频电源）各有其自个的技能特色和使用范畴。从工业加热使用的视点并联逆变器广泛使用于熔炼、保温、透热、感应加热热处理等各种范畴，其二台逆变器同功率能并联用吗能够从几千瓦到上万千瓦串联逆变器广泛使用于熔炼――保温的一拖二炉組以及高Q值高频率的感应加热场合，其二台逆变器同功率能并联用吗能够从几千瓦到几千千瓦目前我国工业上选用的变频电源90%以上属并聯变频电源。