基于CAN总线的移动发电机逆变模块并联研究

论文摘要

移动发电机具有体积小、重量轻、成本低等优点，被广泛应用在需要备用和移动电源的场合。移动发电机逆变模块并联能够实现大容量供电，提高供电可靠性，已成为分布式供电系统的一个研究热点。本文首先给出了移动发电机DSP控制逆变模块的设计方案，着重讨论了控制系统的设计方法，在此基础上建立了电压电流瞬时值双闭环控制的逆变模块等效输出阻抗模型，对滤波器LC值、PI调节器参数和反馈系数等各项因素对逆变模块输出外特性的影响进行了详细分析，并探讨了逆变模块中非线性因素对输出波形的影响，提出了相应的解决方案。在建立逆变模块等效模型的基础上，先后对并联系统模型的功率环流和电流环流进行了理论计算。功率环流的分析结果认为，模块间有功功率差主要跟输出电压相位差有关，无功功率差主要跟输出电压幅值差有关。电流环流的分析表明，输出滤波器的电感参数和引线阻抗对环流的大小影响很大。借助于理论分析、仿真和实验，本文提出了一种基于CAN总线的逆变模块并联方案，这是一种有连线的、主从式并机方式，理论上可以任意数目并联。样机的初步实验表明，该方案实现简单，同步性能稳定，均流效果良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 逆变模块并联技术现状与发展趋势
• 1.2.1 集中控制方式
• 1.2.2 分散控制方式
• 1.3 CAN总线在逆变模块并联中的应用概述
• 1.4 本文研究目标
• 第2章 移动发电机逆变模块设计
• 2.1 移动发电机介绍
• 2.2 电路设计与控制方案
• 2.2.1 主电路拓扑
• 2.2.2 辅助电路
• 2.2.3 LC滤波器设计
• 2.2.4 控制方案
• 2.3 逆变模块控制回路设计
• 2.3.1 主电路建模
• 2.3.2 控制回路设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 逆变模块独立运行分析
• 3.1 逆变模块输出阻抗模型
• 3.2 逆变模块外特性分析
• 3.2.1 电压闭环对外特性的影响
• 3.2.2 LC滤波器对外特性的影响
• 3.2.3 PI调节器对外特性的影响
• 3.2.4 反馈系数对外特性的影响
• 3.3 数字化控制逆变模块中的非线性因素
• 3.3.1 死区效应
• 3.3.2 延时环节
• 3.4 本章小结
• 第4章 逆变模块并联运行分析
• 4.1 逆变模块并联的功率特性
• 4.2 输出阻抗对环流的影响
• 4.3 逆变模块并联系统环流分析
• 4.3.1 不考虑输出滤波器影响
• 4.3.2 考虑输出滤波器影响
• 4.4 逆变模块并联系统的均流
• 4.4.1 基于有功和无功功率的均流策略
• 4.4.2 基于环流反馈的均流策略
• 4.5 本章小结
• 第5章 移动发电机逆变模块并联设计
• 5.1 移动发电机特性
• 5.2 发电机并联和逆变模块并联
• 5.3 逆变模块并联方案选择
• 5.4 并联控制策略的实现
• 5.4.1 均流原理分析
• 5.4.2 并联系统输出阻抗分析
• 5.4.3 CAN总线及其设计
• 5.4.4 软件设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 仿真与实验结果分析
• 6.1 逆变模块独立运行
• 6.2 逆变模块并联运行
• 6.3 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢