
三相LCL型并网逆变器:基于dq坐标系的控制参数设计与Simulink仿真模型搭建
三相LCL并网逆变器的控制设计就像在走钢丝——既要保证系统稳定性,又要兼顾波形质量。这次咱
们尝试在dq坐标系下搞点事情,把机侧电感电流反馈有源阻尼和网侧电流反馈结合使用。先别急着开仿真
,参数设计才是重头戏。
**控制策略的骨架**
整个系统由两个关键环路构成:机侧电流内环负责动态响应,网侧电流外环扛起稳态精度的大旗。
有源阻尼这块儿,直接在电流内环里塞了个虚拟电阻项,用软件实现硬件阻尼效果。具体到代码层面,在Si
mulink里可以用Transfer Fcn模块实现这个传递函数:
```matlab
% 有源阻尼项传递函数
s = tf('s');
R_virtual = 2; //虚拟电阻值
Damping_term = R_virtual * s / (L1*s + R_virtual);
```
这里L1是机侧电感值,调试的时候发现虚拟电阻值取电感寄生电阻的3倍左右效果最佳。不过别照
搬,得根据实际电感参数微调。
**参数设计的玄学**
PI控制器参数设计是个技术活。电流内环带宽一般取开关频率的1/10到1/5,这里假设开关频率10k
Hz,带宽选1.5kHz。电压外环带宽得降个数量级,控制在150Hz左右。举个实际的参数计算例子:
```matlab
L1 = 3e-3; //机侧电感3mH
R1 = 0.2; //寄生电阻
Kp_inner = L1 * 2*pi*1500; //1500Hz带宽
Ki_inner = R1 * 2*pi*1500;
```
注意这里的带宽取值要和LCL谐振频率拉开距离,通常要求控制带宽小于谐振频率的1/3。比如计算
得到LCL谐振点是3kHz,那1.5kHz的带宽就刚好合适。
**Simulink模型搭建实战**
模型结构分三层:顶层是主电路+控制模块,中层是坐标变换模块,底层藏着各个子系统的具体实现
。重点注意这几个细节:
1. 锁相环模块必须用基于二阶广义积分器的结构,实测发现同步精度能提升0.5度左右