逆变器闭环带宽



永磁同步电机矢量控制（四）——速度环和电流环PI参数整定

PID公式表达式如下：

[公式]

其中：[公式] 为积分时间常数， [公式] 为微分时间常数。

将PID公式进行拉普拉斯变换后，得到模拟（连续系统）PID 调节器的传递函数为：

[公式]

通常情况下，实际系统可通过工程上近似处理和调节器校正变换成典型I或典型II系统。进行工程近似处理时，可将多个小惯性环节合并为一个惯性环节，调节器结构选择基本思路为将控制对象校正成典型I或II系统。

在电流内环中，对电机转矩进行控制。电流环的作用在于，电机启动时实现最大电流启动，外部扰动时快速恢复至电流参考值，提升动态响应速度与系统稳定性。电流环传递函数框图如下所示，其输入为电流误差值，输出为电压，作用于电机转矩控制。

在开关频率为10KHZ时，PWM逆变器和延迟环节时间常数较小，可以将延迟环节和PWM环节合并处理。在电流传递函数框图分析后，得到电流环开环传递函数。

对电流环传递函数进行整定，通过零极点对消法，配置成典型I型系统。通过调整参数，将电流环传递函数转化为I型系统结构，以便进行PI调节器参数计算。

对于电流环带宽，近似认为，按特定参数整定时的带宽为一定值。

在转速外环设计合理的情况下，可减少扰动影响，降低转速波动，实现系统稳定工作。速度环传递函数框图及开环传递函数如下所示。

转速环的开环传递函数与典型II型系统传递函数相似，可通过定义中频宽h（斜率-20dB/sec的中频宽度）和闭环幅频特性峰值最小原则，推导出转速环的PI参数整定公式。

通过上述分析，最终可得到转速环的PI参数整定公式，进而确定PI调节器参数。

逆变器的工作原理是怎样的？

PWM（脉宽调制）技术通过高分辨率计数器调制方波信号的占空比，实现对模拟信号的电平模拟。在PWM信号中，直流供电以一系列通断脉冲的形式加到模拟负载上，只要带宽足够宽，任何模拟值都可以通过PWM进行精确编码。例如，正弦波可以通过一系列等幅不等宽的脉冲来近似，这些脉冲宽度按正弦规律变化，中点重合，面积相等。SPWM（正弦波PWM）波形是一种脉冲宽度按正弦规律变化，且与正弦波等效的PWM波形。

PWM逆变器的三相功率级用于驱动三相无刷直流电机。为确保电机正常工作，电场必须与转子磁场之间的角度接近90度。通过六步序列控制，产生6个定子磁场向量，这些向量根据指定的转子位置进行改变。霍尔效应传感器用于检测转子位置，以提供6个步进电流给转子。功率级使用6个可以按特定序列切换的功率MOSFET来实现这一点。在常用的切换模式中，MOSFET Q1、Q3和Q5进行高频切换，而Q2、Q4和Q6进行低频切换。

例如，当低频MOSFET Q2、Q4和Q6开启且高频MOSFET Q1、Q3和Q5处于切换状态时，会形成一个功率级。电流将流经Q1、L1、L2和Q4。当Q1关闭时，电感产生的额外电压会导致体二极管D2正向偏置，允许续流电流流过。当Q1开启，体二极管D2反向偏置，电流流经二极管，从N-epi到P+区，即从漏极到源极。为了改善体二极管的性能，研究人员开发了具有快速恢复特性的MOSFET，其反向恢复峰值电流较小。

在PWM逆变器电路中，电阻R2和电容C1用于设置集成电路内部振荡器的频率，而R1用于微调频率。IC的引脚14和11分别连接到驱动晶体管的发射极和集电极终端，同时引脚13和12连接到晶体管的集电极。引脚14和15输出180度相位差的50赫兹脉冲列车，用于驱动后续晶体管阶段。

当引脚14为高电平时，晶体管Q2导通，进而使Q4、Q5、Q6从+12V电源连接到上半部分变压器T1，产生220V输出波形的上半周期。同理，当引脚11为高电平时，Q7、Q8、Q9导通，通过变压器T2产生下半周期电压，从而形成完整的220V输出波形。在变压器T2的输出，电压通过桥式整流器D5整流，并提供给误差放大器的反相输入端PIN1。比较内部参考电压后，误差电压调节引脚14和12的驱动信号的占空比，以调整输出电压。

电阻R9用于调节逆变器输出电压，因为它直接控制输出电压误差放大器部分的反馈量。二极管D3和D4作为续流二极管，保护晶体管在变压器T2初级侧产生的电压尖峰。R14和R15限制Q7的基极电流，R12和R13防止意外的开关ON下拉电阻。C10和C11用于绕过变频器输出噪声，而C8是稳压IC 7805的滤波电容。电阻R11限制通过LED指示灯D2的电流。

单相全桥逆变电路怎样获得带宽不同的调制信号？

在单相全桥逆变电路中，带宽不同的调制信号可以通过调整调制方式和调制参数来实现。以下是一些常见的方法：

1. 脉宽调制（PWM）：通过改变脉冲的宽度来调制信号。可以通过调整占空比（脉冲宽度与周期的比值）来控制输出信号的频谱分布。占空比的变化可以改变输出信号的带宽。

2. 调幅调制（AM）：通过改变逆变器输出电压的幅度来调制信号。可以通过改变调制指数来控制输出信号的幅度变化，从而实现不同带宽的调制信号。

3. 调频调制（FM）：通过改变逆变器输出电压的频率来调制信号。可以通过改变频率偏移量来控制输出信号的频率变化，从而获得不同带宽的调制信号。

您可以根据具体的应用需求选择适当的调制方式和参数进行设置，实现不同带宽的调制信号。同时，对于单相全桥逆变电路，还需要注意电路设计和控制策略的合理性，以保证信号的稳定性和可靠性。

希望这些信息对您有所帮助。如有需要进一步了解或其他问题，欢迎提问。

24v逆变器改成12伏，怎么改？

添加一个直流变压器，把24V降压到12V，24V逆变器就改成12V的了。

通常所说的直流变压器是电压转换使用的，从某一电压的电源获取能量，采用震荡器变成交流，再使用变压器升/降电压，然后通过整流电路，还原成为直流。在要求比较高的时候，需要反馈电路进行闭环控制，使得输出电压比较稳定。

直流变压器有两种基本类型，即输出稳压的DC-DC变换器和输出电压随输入调节的“直流变压器”。

扩展资料：

理想直流变压器的基本要求

（1）实现输入输出电压的电气隔离和输人输出的比例关系，并可以实现多路输出；

（2）利用变压器漏感进行能量传输，无能耗，变换效率为1，功率密度高；

（3）输出不需滤波电感，可以大大减小输出滤波器的体积和重量，动态性能好，瞬态响应速度快；

（4）系统频带宽，能够不失真地传输电压；

（5）采用开环控制，控制电路简单，易于实现软开关，可以进一步提高开关频率；

（6）可靠性高，对电源和用电设备电磁干扰小。

参考资料：

百度百科-直流变压器

下垂控制

在电力系统中，下垂控制技术如同一道独特的光芒，照亮了分布式逆变器并联领域的高效运作。它巧妙地模拟了同步发电机的自然特性，实现了无需互连信号的自主控制，通过各逆变器的输出协同工作，实现有功调频与无功调压，展现了卓越的冗余性、经济性和可靠性。其控制流程犹如一场精密的交响乐，包含测量、坐标转换、功率计算、智能下垂调控、电压电流双闭环以及SPWM驱动的各个环节。

在电压电流双闭环控制中，精密的跟踪性能至关重要。PI调节器的参数调整需反复试验，确保系统稳定。内环采用1阶惯性设计，带宽设为fs/5，电流环P参数为50，I参数为100，而电压环P值为0.5，I值为10。电压环负责监控并调节电流增量，结合电容电流，精准地为电感电流设定目标值。电流环则依据此目标值控制电感电流，通过电压增量和压降，生成SPWM信号的dq轴分量，进一步转化为三相静止坐标系并标准化。

经过Simulink的仿真验证，令人惊叹的性能得以展现。在额定值附近，有功和无功功率保持稳定。当在0.5秒后加入负载，电流和功率相应增加，系统的响应迅速且准确。电压和电流波形平滑，谐波抑制效果显著。在负载增加的同时，无功功率提升，但电压幅值却有所减小。在0到0.5秒期间，由于恒定的有功功率，下垂控制确保了稳定的50Hz频率输出。而随着0.5秒后有功功率的增加，频率相应地进行微调，展现了下垂控制的动态平衡能力。

下垂控制，就像电力系统中的无形指挥家，通过精准调控，保证了电力质量，提升了系统的灵活性和效率，为现代电力系统提供了强大而可靠的解决方案。

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略是一种融合PI控制、PR控制和重复控制的策略，旨在优化并网性能和补偿负载影响。具体解释如下：

融合多种控制方法：

PI控制：用于跟踪直流分量，以其高速度特性确保电流控制的及时性。PR控制：针对特定频率谐波进行控制，利用其带宽和精度优势提高谐波抑制能力。重复控制：处理所有谐波，通过全面跟踪特性增强系统的稳定性和性能。

基波正序电压检测器：

通过补偿电流，确保电位基波正序电流三相对称，从而适应电网电压的畸变和不平衡状态。

系统结构与控制流程：

利用PLL提取电网电压相位，确保逆变器与电网的同步。根据需求计算正序电压和电流参考值，为控制策略提供基准。内环采用PI控制跟踪直流分量，外环或特定环节采用PR控制和重复控制处理谐波。

适应非理想工况：

在电压畸变和不平衡等非理想工况下，复合控制策略仍能快速、精确地跟踪并网电流指令。降低谐波和不平衡度，提高逆变器的并网性能和稳定性。

仿真结果验证：

仿真结果表明，该复合控制策略在负荷变化和电压不理想的情况下仍能保持三相电流的对称性和中线电流的极小化。显示了该控制策略的有效性和稳定性，在实际应用中具有广阔的前景。

MT9519车规级高带宽高精度平行磁场感应电流传感器

麦歌恩推出MT9519系列车规级高带宽高精度平行磁场感应电流传感器。此传感器凭借其超快响应速度及工作范围内高精度性能，广泛应用于车载驱动电机逆变器、电池管理等电流检测场景中。MT9519系列已具备AEC-Q100认证，具备高可靠性，可满足各种车规级设计需求。

MT9519系列是一款集成的霍尔传感器IC，提供与水平施加的磁通密度成比例的输出信号，适用于各种电流范围（几十安培至一千安培）。其特性包括：

- 客户可编程

- 典型精度：±1.0%（25℃）

- 高线性度：±0.5%（25℃）

- 高带宽：250kHz

- 宽工作温度范围：-40℃~150℃

- 快速输出阶跃响应时间：2.2μs (典型)

- 封装形式：SOP-8

- 温度稳定性：±1.5%（ 25℃~125℃）

- 极其稳定的静态输出电压

- 符合RoHS规定：(EU)2015/863

MT9519系列适用于电流方向、磁场灵敏度增益、零磁场信号输出以及温度补偿的编程。它具有高度的集成度、体积小、使用SOP-8贴片封装，非常适合作为PCB或母线安装的开环电流传感器。

应用场景方面，MT9519系列运用成熟的HMD技术，适合打造小型组件。其具有更紧凑设计、更高效率和更低成本，减少设计占用空间，实现系统可靠性和保护，可承受严苛的汽车和工业环境，实现高可靠性和保护功能。

麦歌恩同时推出MTL100无磁传感器芯片方案，解决行业应用中的痛点。MTL100基于自激式线圈感应角位传感专用芯片，通过检测金属铁片旋转，将机械信号转换为数字信号，提供双路的正反转数字信号输出，同时可通过I2C通讯确认实时的计量数据以及组装的可靠性。MTL100具有小尺寸、低功耗、良好的抗干扰性能等特点。

MTL100的特性包括：

- CMOS技术

- 工作电压:2.4V～4.5V

- 64Hz采样频率

- 16Hz数据刷新频率

- -10~55℃工作温度

- CW和CCW信号双路输出

- 信号强度检测

- I2C接口

- 24位CW数

- 16位CCW计数

- 封装:QFN3*3-16L

麦歌恩推出的高性能高稳定性MTL100无磁水表方案，以高度集成的ASIC方案实现低成本低功耗单一芯片设计，具有优势的功耗、集成度、成本和性能。该方案适用气表、热表等其他表计方案设计需求。

麦歌恩致力于表类产品智能化、全电子化方向发展，推出MT935X系列低功耗线性霍尔传感器芯片。此芯片采用磁技术带来变革，提供磁场仿真、配套磁铁选型和样品等技术支持服务，提高客户设计效率，快速实现项目量产。

样品及技术支持可联系陈经理13714330775（微信同号），MagnTek提供全方位技术支持，包括磁场仿真、磁铁选型和样品服务，帮助客户提高设计效率，快速实现项目量产。

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