兩種典型控制方法在逆變器控制器中的比較

表1 系數定義

從上面的控制框圖中可以看出，電感電流反饋和電容電流反饋的控制差別只在于電流反饋的路徑不同。控制環的結構是相同的，這樣在設計閉環參數時，可以使用相同的設計方法，因此，從反饋參數的設計上講，兩種控制方式的設計方法可以完全相同，只是參數的量值有所變化。

控制器參數的設計要使得系統在低頻區域有很大的放大倍數，以提高系統的穩態性能；中頻段的斜率不能太大，也不能太小。而且中頻段要有一定的寬度，這樣系統的相位余度較大。系統的穿越頻率越高，系統的響應速度越快，但是太高會引入高頻干擾。高頻段的設計要求隨著頻率的增加，控制器的幅頻特性迅速減小，以提高系統的抗干擾能力。

2 兩種反饋控制方式的實驗結果

依據前面所述的控制原理，設計了一個額定輸出功率800VA，輸出電壓115V正弦波，輸出頻率400Hz的逆變器。在這個逆變器中，分別進行了電感電流反饋和電容電流反饋兩種饋兩種方式控制方式的比較，用來說明兩種控制方式的特點。

為了對比需要，本文所有電感電流反饋實驗中的參數相同。同樣，所有電容電流反饋實驗中的控制參數也相同。圖4～圖9是線性負載時的實驗波形，圖10～圖13是整流橋負載時的實驗波形。從圖4～圖7可以看出兩種控制方式下的空載輸出電壓和滿載輸出電壓波形THD基本相同。由于電容電流是輸出電壓的微分，對輸出電壓的變化有預測作用，動態響應速度應該很快。而電感電流反饋的電流也包含了電容電流，因此，也有較快的響應速度。從圖8和圖9可以看出，電容電流反饋和電感電流反饋時逆變器的切換時間和超調基本相同。從圖10～圖13可以看出，對于整流橋負載，電容電流反饋控制時輸出電壓要比電感電流控制時輸出電壓波形質量好很多。圖13中輸出電壓的THD為7％。適當改變控制參數，圖13中的THD可以減小。由于電容電流是輸出電壓的微分，對負載電流的突變非常敏感，能在輸出電壓畸變之前作出校正。因此，如上面實驗波形所示，電容電流反饋時逆變器輸出電壓的波形質量比電感電流反饋時的輸出電壓的波形質量好得多。電感電流反饋可以根據系統的要求，使用和穩態時相同的參數來實現自動限流保護，效果如圖14所示。和電感電流反饋不同的是，穩態時電容電流不能反映負載的大小，因此，電容電流反饋不能直接依靠和穩態時相同的反饋參數來實現限流保護，如果要實現限流保護，需要采用其他方法[3]。

圖4 電容電流反饋線性負載空載輸出電壓實驗波形THD=0.8％

圖5 電感電流反饋線性負載空載輸出電壓實驗波形THD=0.9％

圖6 電容電流反饋線性負載滿載輸出電壓實驗波形THD=1.2％

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