压逆变器范文10篇
时间：2023-04-07 16:57:22
压逆变器范文篇1
关键词：Bode定理；Bode图；回路增益
1控制理论基础
1．1回路增益
对于一般负反馈控制系统，其闭环系统方框图如图1所示。闭环传递函数C（s)/R(s)=G(s)/[1+G(s)H(s)]，其特征方程式为F(s)=1＋G(s)H(s)=0，特征方程式的根即为系统的闭环极点。由此方程式可以看出G(s)H(s)项，其包含了所有关于闭环极点的信息，一般称G(s)H(s)为回路增益。实际应用中，可通过对回路增益Bode图的分析来设计系统的补偿网络，以达到闭环系统稳定性要求。
1．2Bode定理
Bode定理对于判定所谓最小相位系统的稳定性以及求取稳定裕量是十分有用的。其内容如下：
1）线性最小相位系统的幅相特性是一一对应的，具体地说，当给定整个频率区间上的对数幅频特性（精确特性）的斜率时，同一区间上的对数相频特性也就被唯一地确定了；同样地，当给定整个频率区间上的相频特性时，同一区间上的对数幅频特性也被唯一地确定了；
2）在某一频率（例如剪切频率ωc）上的相位移，主要决定于同一频率上的对数幅频特性的斜率；离该斜率越远，斜率对相位移的影响越小；某一频率上的相位移与同一频率上的对数幅频特性的斜率的大致对应关系是，±20ndB/dec的斜率对应于大约±n90°的相位移，n=0，1，2，…。
例如，如果在剪切频率ωc上的对数幅频特性的渐进线的斜率是－20dB/dec，那么ωc上的相位移就大约接近－90°；如果ωc上的幅频渐近线的斜率是－40dB/dec，那么该点上的相位移就接近－180°。在后一种情况下，闭环系统或者是不稳定的，或者只具有不大的稳定裕量。
在实际工程中，为了使系统具有相当的相位裕量，往往这样设计开环传递函数，即使幅频渐近线以－20dB/dec的斜率通过剪切点，并且至少在剪切频率的左右，从ωc/4到2ωc的这段频率范围内保持上述渐近线斜率不变。
2逆变器电压环传递函数（建模）
一个逆变器的直流输入电压24V，交流输出电压110V，频率400Hz，电路开关频率40kHz，功率500W。其控制至输出整个电压环的电路结构如图2所示。现求其回路增益。
2．1驱动信号d（s）至输出Vo?s）的传递函数
1）驱动信号d为SPWM脉冲调制波，加在IGBT管的栅极（G）上，而输入母线电压Vin加在管子的集电极（C）和发射极（E）两端，根据图2所示结构，输出电压Vd与驱动d之间相差一个比例系数，设为K1，则K1=。在具体的逆变器电路中，母线电压Vin为±200V，驱动信号为12V，代入可得K1=400/12=33.33。2）LC低通滤波网络传递函数推导可得=Vo(s)/Vo''''(s)=1/(s2LC+1)，其中L=3mH，C=2μF。
综上，驱动信号d（s）至输出Vo（s）的传递函数为Vo(s)/d(s)=G1(s)=K1/(s2LC+1)；
2．2输出Vo（s）至反馈信号B（s）的传递函数H（s）
1）输出电压采样变压器的传递函数为一个比例系数，即其变比，设为K2，即V''''o(s)/Vo(s)=K2，具体电路中，K2=18/110=0.164。
2）电阻电容分压网络如图2虚线框所示，其传递函数为=B(s)/V''''o(s)=1/(sR1C2+R1/R2+1)，其中R1=820Ω，R2=5.1kΩ，C2=10nF。
综上，Vo（s）至B（s）的传递函数H(s)=B(s)/Vo(s)=K2/(sR1C2+R1/R2+1)；
2.3脉宽调制器（PWM）传递函数Gd(s)
一般PWM调制器的传递函数为Gd(s)==，其中Vm为三角波最大振幅。在具体电路中，反馈信号与基准正弦波信号送入差动放大器，输出误差信号再与标准三角波比较，生成SPWM驱动信号。此处所用三角波的振幅为Vm=3V。
综上，在未加入补偿网络之前，整个回路增益为
G（s）=G1(s)H(s)Gd(s)
=K1/(s2LC+1)[K2/(sR1C2+R1/R2+1)(1/Vm)
=1.569/[(6×10-9s2+1)(7×10-6s+1)
绘制其幅频Bode图，如图3所示。
3补偿网络设计
由前述Bode定理，补偿网络加入后的回路增益应满足，幅频渐近线以－20dB/dec的斜率穿过剪切点（ωc点），并且至少在剪切频率左右从到2ωc的范围内保持此斜率不变。
由此要求，首先选择剪切频率。实际应用中，选fc=fs/5为宜，其中fs为逆变器工作频率或开关管开关频率。具体逆变器中，开关频率为40kHz，则fc=40/5=8kHz。
在未加补偿网络之前的回路增益Bode图如图3所示，在fc=8kHz处的增益为－20.17dB，由此，补偿网络应满足如下条件，即在fc=8kHz处的增益为＋20.17dB，斜率为＋20dB/dec，而且，此斜率在fc/4=2kHz与2fc=16kHz（取15kHz）的范围内保持不变。补偿网络的Bode图如图4所示（幅频）。
由图4可得：f1=2kHz处，G(ω)=20lg(2πf1)=8.129dB或者2.55（倍数）=AV1，f2=15kHz处，G(ω)=20lg(2πf2)=25.63dB或者19.12（倍数）=AV2，两个零值对应频率为fz1=fz2=2kHz，一个极值在fp1=15kHz处，另一个极值在fp2=20kHz处。考虑选用如图5所示补偿放大器时，其电阻电容参数值可计算如下：
取R3=5.1kΩ，R0=39kΩ，则R2=R3AV2=97.5kΩ，C2=1/(2πfp2R2)=81.6pF，C1==816pF，R1=1/(2πfp1R3)=39kΩ，C3=π=2040pF。
实际电路中，取R2=100kΩ，C2=100pF，C1=800pF，R1=39kΩ，C3=2200pF。
4实验结果
将上面补偿网络加入后，逆变器可带满载并稳定工作，其IGBT管两端电压vCE及输出电压vo的波形如图6所示，电路工作条件为：功率P=500W（满载），母线电压Vin=±180V。
压逆变器范文篇2
近年来，随着我国城市人口的膨胀、国民经济的发展和环保节能理念的推进，轨道交通升温已成为不争的事实。轨道车辆按照其供给电压有DC750V、DC1500V、AC25000V等等。在电力电子技术和微电子技术的强力支持下，交流传动系统以其固有的优越性，在轨道牵引领域、尤其是在地铁等原来由直流电网供电的电动车组中的应用得到迅猛发展。本文以阿尔斯通公司的车辆为例，介绍用于地铁、轻轨等的DC1500V供电的中压牵引变频器。
2系统构成
阿尔斯通ONIXTM驱动系统是一种标准化的驱动产品，主要包括ONIXTMIGBT变频器、AGATE控制电子装置和ONIXTM牵引电动机。如运行于上海明珠线的是阿尔斯通MetropolisTM列车。列车采用4动2拖编组方式，每辆动车装备一套牵引变频器。包括ONIXTM1500逆变器模块、ONIXTM交流电机和AGATE控制电子装置。系统结构如图1所示。
高压供电开关(HVSS):
三档位置:位置P—牵引变频器由接触网供电;
位置E—牵引变频器完全接地;
位置W—辅助变流器由车间电源供电。
高速断路器(HSCB):故障情况下，将牵引变频器与供电电源快速隔离。断开速度约15ms。断开可以由控制回路控制或当电流超过设定值时自动跳闸。当AGATEControl检测到HSCB断开时，它将断开LC和CCC，并且触发撬棒回路使滤波器放电。
●进线电抗器(LFL):与充电电容器组成一个低通滤波器，减少电流谐波，减小供电电压波动对变频器的影响。
●电容充电接触器(CCC):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时，LC闭合，CCC断开。
●电容充电电阻(CCZ):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当HVSS置于接地位置时，用于对电容器放电。
●进线接触器(LC):对滤波电容软充电，防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时，LC闭合;当牵引变频器故障时断开。
●硬撬棒回路晶闸管(TH1):对电容器快速放电;瞬间过压时对IGBT和滤波电容提供保护;当滤波电压超过2500V时，导通保护。
●高频滤波电容(HFK):减少高频电磁干扰;为高频交流电流提供一个低阻抗回路。
2.1ONIXTM牵引变频器的优点
较高的开关频率。使交流波形平滑，降低谐波电流，减少体积及重量;更好的电机波形;降低电机损耗;更易于与信号系统兼容。
●简化了功率电路。减少了器件数量，降低了成本;增加了可靠性;易于维护。
●简化了驱动电路，易于控制。
●无需吸收回路。
●易于安装在散热器上。IGBT器件包含内部绝缘介质;散热器直接接地，对冷却空气无过滤要求;每一个IGBT器件直接安装于散热器上;器件易于替换，无需特殊工具和方法。
●节约能量。ONIX牵引所产生的近乎完美的正弦波电流输出减少了电机热量，通过改进的叠片封装提供了优良的磁性能，降低了涡流损耗。
2.2驱动控制装置—AGATEControl
AGATEControl是一种先进的电子控制装置，专门用于控制四象限变流器及电压源变频器。大规模集成电路和双32位微处理器的使用使ALSTOM牵引变频器在可靠性及性能方面获得改进。处理器提供信号处理、快速计算和功率监视功能。其中，Inteli960CA微处理器用于总体监控，TexasIMS320C31信号处理器用于快速计算和精确的功率控制。
主要控制功能:异步电机的实施牵引及制动控制，采用了专利的矢量控制算法;先进的防空转、防滑行控制;用于电力电子控制的信号监测。
通讯功能:通过与Windows相兼容软件实现友好的用户界面;通过用于增强监视能力的各种网络与所有的AGATE产品通讯;在同功率车辆之间或不同功率车辆之间进行通讯。
维护功能:用于诊断和参数设置的人机界面;高等级的自测能力;使用微机与之通讯，下载事件及错误记录及以前的维护数据。
2.3牵引系统控制策略
由电压源变频器供电电机运行在脉宽调制模式(PWM)，PWM使它可能施加一个平衡的三相电压给电机，其幅值和频率可调。
使用专利技术的矢量控制策略，输出力矩常接近力矩指令，且改进了低速运行性能。速度在10公里/小时以上力矩精度为±5%。在10公里/小时以下力矩精度为±10%。这些精度是假设所有相互之间轮径差在1%(即8mm)以内。
带有电机电流最佳控制的矢量控制给出了快速磁通和力矩响应(对非激励电机<1秒)，矢量控制使力能能够跟随逆变器短时关断时重新建立。无需等待电机磁通消失，这是因为逆变器是按电机反电势调节输出电压的。力矩控制用宽通带(0至36Hz)调节器完成磁通建立，而不管电机的旋转速度。力矩由电流环控制，减少当电源系统不规则时用常规控制技术可能发生的过流可能性。矢量控制原理如图4所示。
2.4控制参数的测量
电机并联连接的策略基于:
在逆变器输出端公用的电流和电压测量取代电机各自的测量;对每个电机单独进行速度测量;在说明的容差范围内，总的力矩调节与轮径差无关;设计电机参数时，允许1%轮径差，通过对所引起的电机电流差等补偿来实现的。
矢量控制在测量方面对电机而言本质上是外部的，它不要求测量电机内部，如电机定子和转子的温度测量、电机内部的磁通测量。
关于加速度变化率/负载补偿:主令控制器产生的牵引力(或制动力)指令连接到AGATE单元并由其分析。为了控制车辆加速度，按照车辆重量作出校正。车辆载重量是由控制单元使用来自转向架上的传感器上的信号进行计算的。在电动或制动时，产生一个加/减速度变化率限止指令，内部保证车辆的平滑行驶。
2.5ONIX交流牵引电机
ALSTOM研制的独特的轻质、紧凑的、型号为4LCA2138的交流牵引电机为全封闭结构，其特点是:
●高可靠性。200级绝缘系统及真空加压浸渍技术为定子绕组提供了高等级温升裕量，这意味着功率的提高及体积和重量的降低。
●低维护性。转子和定子绕组与外部完全隔离，无需定期拆卸清洁。
●低噪音。特别设计的冷却风扇使噪音降低至IEC60349-2标准。
3主要性能
3.1变频器的额定参数
额定工作电压:1500V
最大工作电压:1800V
最小工作电压:1000V
持续有效输出功率:800kW
峰值输出视在功率:1850kVA
持续线电流有效值:520A
IGBT开关频率:600Hz(最大值)
逆变器输出频率:106Hz(额定值)
逆变器IGBT器件额定值:3300V，1200A
3.2列车性能
上海明珠线地铁车辆采用四动两拖六节编组，每个动车装配一个ONIX1500牵引变频器，驱动四个并联的ONIX交流牵引电机，变频器强迫风冷，采用再生和电阻混合制动方式，当架空电网不能接受再生能量时，进行全功率电阻制动。列车主要数据如下:
最大运营速度:80km/h
最大设计速度:90km/h
最大瞬间加速度:0.9m/s2
最大运营减速度:1.0m/s2
冲击限制:0.7-1.0m/s3
额定工作电压:1500V
最大牵引力:21.3kN/电机
牵引转矩:1273Nm/电机
最大制动力:23.5kN/电机
制动转矩:1322kN/电机
采用矢量控制的IGBT的变频器和交流异步牵引电动机，配以完善的监控和自诊断系统，是我国地铁、轻轨等车辆开发、制造和使用交流传动系统的正确方向。发达国家在电动机车组中应用交流传动技术已进入实用化阶段。这是轨道牵引技术的革命，它结束了直流传动的统治，具有划时代的意义。
4参考文献
压逆变器范文篇3
关键词:电能质量;不平衡负载;三相逆变器;动态特性
电力系统主要由两部分组成:一部分是对称电路，另外一部分是不对称电路。普通的对称三相交流电指的是系统会产生三相幅值相等，相位互差120°的三相正弦交流波形。但是电力系统在实际运行过程中，因为各种原因，例如电线杆倒塌、线路断路等，都会造成系统输出的三相交流电不再对称，整个系统的所有过程，例如电力发电、输送电能、分配电能等，都会受到严重的影响，形成严重的后果［1］。普通的三相电路会产生不对称三相交流电的原因主要包括两个方面:第一种情况，系统所给定的三相电源本身就是不对称的。这种情况指的是电力系统中的A，B，C各相电动势处于不对称状态，此时，无论系统承接的三相负载阻抗值相等或者不相等，此时产生的电压波形都是不对称的三相正弦波。第二种情况，电力系统所连接的三相负载处于不对称状态。这种情况主要是由以下原因造成的［2－4］:第一，三相负载的阻抗值不相等。第二，电力系统处于比较恶劣的环境(整个线路产生短路或者断路等故障)下，造成三相负载不再相等。三相负载处于不平衡状态时，电力系统就会形成负序以及零序分量。此时，如果三相电源的阻抗值恒等于零，电力系统的功能就不会受到影响。然而，电力系统中的电源内部都会存在实际的电抗，必定会引起输出电压不再对称。三相电压处于不平衡状态体现在:1)A，B，C三相电压的幅值不相等;2)三者的相位不再对称，产生了一定的偏移;3)上述两种情况都存在。电力网络在实际运行中，经常会出现三相负载处于不平衡的情况，有时甚至会产生非线性负载。普通的三相电压型逆变器产生的三相电压耦合十分紧密，所以，没有办法产生对称的三相交流波形，如果需要解决非线性负载的问题，必须将高次谐波产生的严重影响考虑其中。为了解决这些问题，查阅大量资料，解决方案是改变普通逆变器的拓扑结构，主要包括以下几种。
1带分裂电容的三相逆变器拓扑结构
带分裂电容的三相逆变器拓扑结构见图1.这个逆变器的结构特点是:中间包含两个串联在一起的电容，电源Udc与两个电容行成的电路进行并联，在两个串联的电容之间有一条连接线，这样的结构使得带分裂电容的三相逆变器能够进行三相四线输出。由于带分裂电容的三相逆变器在结构上相当于将3个相同的半桥电路相互串联，因此，当它连接三相不对称负载时仍然能够产生对称的三相电压波形［5］。这个逆变器的优点主要是:第一，这个逆变器的拓扑结构相对比较简单;第二，这个逆变器中包含比较少的电子元器件。由于在两个相互串联的电容之间引出了一根连接线，相当于第四条连接线，系统中产生的中性电流就会从第四条连接线中通过，这就要求电力系统中电容的数值必须准确，才能确保系统产生更高的电能质量，电容器的存在相应地会增加整个逆变器的体积。这个逆变器也存在一定的缺点，通过计算可以得到，它对直流母线电压的使用率是比较低的，基本上只能达到50%的利用率，因此，这个拓扑结构基本上被应用在中型或者小型功率的设备中。
2带NFT的三相逆变器拓扑结构带
NFT的三相逆变器拓扑结构见图2。这个逆变器的结构特点为:与普通三相电压型逆变器进行对比，这个逆变器在三相滤波电容的后面多了一个结构NFT，NFT是中点行成变压器的简称。带NFT的三相逆变器具备连接三相不平衡负载和非线性负载的能力，原因在于如果系统中产生中性电流，NFT结构中的三个电感行成了一个完整的星形回路，中性电流就会在这个星形回路中不断流动，导致中性电流不会对其他电路产生影响，即其他电路中流过的中性电流相当于零。但是，带NFT的三相逆变器也存在一定的缺点:随着电力系统所输出三相电压波形不平衡度的数值变大，NFT的体积随之慢慢变大，当然，其重量也就随之增大。同时，为了提高整个逆变器的工作效率和电能输出质量，就会使得NFT中变压器绕组以特别复杂的方式缠绕在一起，增加了其与外部电路连接的复杂程度［6］。这个逆变器由于自身的拓扑结构变得复杂，使得其消耗的电能也会增加，因此，整个系统输出的电能效率就会有所下降。
3带D/yn变压器的三相逆变器拓扑结构带
D/yn变压器的三相逆变器拓扑结构见图3。图3带D/yn变压器的三相逆变器UdcbacSapSbpScpiciaibLLLiCiAiBABC三相负载CGScnSbnSanpNn这个逆变器的特点在于:与普通三相电压型逆变器相比，这个逆变器是在输出端的后面连接逆变器，最后连接所需要的负载，其中变压器的联结方式主要是三角形/星形连接，星形接法可以有中性线，也可以不连接中性线。如果所连接的负载处于不平衡的状态时，此种拓扑结构的优点是在中性线中会有电流通过，因为变压器左侧的结构采用三角形联结，所产生的中性电流就会在三角形中不断的往复循环，最终所产生的不平衡电流和不平衡电压就会被减小一部分，形成较好的输出波形。但是这个结构也存在一定的缺点，由于这个逆变器中明显地添加了一部分结构，就是由一次侧为三角形，二次侧为星形而组成的变压器结构，这种情况就会造成这个逆变器无论从体积还是重量方面都会明显增加。同时，逆变器由于自身结构的影响也会产生一定值的漏电电抗，因此，当这个逆变器所接的负载处于不平衡的状态时，最终所输出的三相电压有可能也会处于不对称的状态［7－8］。
4组合式三相逆变器的拓扑结构
组合式三相逆变器的拓扑结构如图4所示。从图4能够得到，此拓扑结构的特点是左侧三个完全相同的单相的逆变器，它们通过LC电路的耦合，最终形成了一个新的组合式三相逆变器。基于这个三相逆变器的结构特点，它的优点是左侧三个单相逆变器之间是独立的，因此，可以考虑将A相电路通过第一个逆变器进行控制，B相电路通过第二个逆变器进行控制，C相电路通过第三个逆变器进行控制。如果电路中所接的负载呈现不平衡的状态，这种拓扑结构可以起到良好的效果，使所产生的电压波形尽可能呈现三相对称的状态。当所使用的电器属于大功率电器时，大部分都会应用这种拓扑结构。但是这个组合式三相逆变器也有它的缺陷，在这个拓扑结构中，明显可以看出其中包括了12个开关，相比其他逆变器而言，它的数量明显偏多，导致这个逆变器自身的体积也会相应增加，因此，在真正应用的阶段，性价比较低。
5三相四桥臂逆变器的拓扑结构
三相四桥臂逆变器的拓扑结构主要呈现形式如图5，图6所示。将图5，图6进行对比，就可以发现图6是在图5的基础上添加了一个电感Ln，它的作用主要是滤除杂波。其他部分都是相同的，因此，将两种拓扑结构统一进行介绍。将它们与普通的三相电压型逆变器进行比较，可以发现，普通的三相电压型逆变器仅仅包含三个相同的桥臂，而这两个拓扑结构在原有桥臂的基础上增加了一个桥臂，形成了4个桥臂，构成了三相四线制输出方式，使其具备解决由于不平衡负载产生的三相不对称输出电压的能力。从它本身的结构能够看出，在第四个桥臂之间引出了一条中性线，中线和第四桥臂的交叉点被称为中性点，通过中性点的电压值大小主要是由第四个桥臂决定的。普通的三相三桥臂逆变器仅仅包含2个自由度，而三相四桥臂逆变器却拥有3个自由度。如果采用这个结构进行控制，需要把第1，2，3个桥臂进行解耦，这种情况下就可以对A，B，C三相电压进行分别控制，即使该拓扑结构所接的负载处于不平衡状态，甚至非线性状态，该逆变器依然能良好的解决这个问题，产生三相对称输出波形。三相四桥臂逆变器具备很多优点:1)相比其他的逆变器结构，它的拓扑结构比较简单，不需要增加其他的装置，体积和重量比较小;2)这种拓扑结构的电压利用率比较高;3)实际应用时，它的性价比较高。
6结语
当系统中所接的三相负载相等时，即负载处于三相平衡状态时，普通的三相电压型逆变器就可以满足需求，能够输出三相对称的输出波形，A，B，C三相电压之间角度相差120°，它们的幅值也是相等的。但是当电力系统由于电杆倒塌、短路、开路等故障时，通过逆变器产生的波形就会出现很大的偏负，不符合电力设备的需求，因此就要对这种现象进行解决。文中所提出的6种拓扑结构可以不同程度的解决这个问题，同时也对各自的优缺点进行了阐述。近年来，采用三相四桥臂逆变器拓扑结构解决这类问题比较多，因为此结构本身具备三相四线制输出，不但能解决不平衡负载的问题，还能一定程度上解决非线性负载的问题。当然，其他拓扑结构也都被应用到不同场合，大家可以根据自己的需求进行解决，使电力系统能够达到更高的利用率，造福万民。
参考文献:
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压逆变器范文篇4
炼钢转炉氧枪电机目前多采用交流电动机，交流电源正常时由变频器供电，实现氧枪的下降、吹氧、提升的调速运行;交流电源事故停电时必须由另一套应急电源供电，紧急提升氧枪，防止发生设备事故。
根据某钢厂炼钢转炉的工艺要求，在交流事故停电时应急电源需要供电的负载为:
(1)氧枪电机1台，电压380V，容量55kW;
(2)氧枪抱闸电机1台，电压380V，容量0.33kW;
(3)转炉抱闸电机4台，电压380V，
容量0.45kW×4＝1.8kW;
(4)事故控制电源，电压380V，容量2.4kW;
(5)要求应急电源的备用时间为1小时。
应急电源的工作情况有以下2种情况:
当转炉正在炼钢吹氧时，交流电源突然停电，应急电源中的可变频逆变器应首先输出给氧枪电机使其处于堵转状态，同时应急电源中的工频逆变器输出事故控制电源，给氧枪抱闸电机供电，松开氧枪抱闸，然后紧急提升氧枪到最高位。因为炼钢时，转炉已经在零位，应急电源不需给转炉抱闸电机供电。
如转炉正在出钢时，交流电源突然停电，应急电源中的可变频逆变器应输出给转炉抱闸电机，松开转炉抱闸，转炉靠自重倾转回到零位。因为出钢时，氧枪已经在最高位，应急电源不需给氧枪电机供电。
2应急电源的配置
根据上述工艺要求，应急电源的配置应为:
(1)75kW可变频逆变器1台(考虑氧枪最大负载情况，过载能力150%，60s)
(2)3kVA工频正弦波逆变器1台(按氧枪抱闸电机全压启动及交流接触器线圈最大吸合功率考虑)
(3)充电模块2台(输出电流按电池容量的10%计算)
(4)免维护铅酸蓄电池1组(电池容量按负载电流和后备时间计算)
3应急电源的原理设计和参数计算
3.1原理设计
因为在交流电源正常时，氧枪电机由一台变频器供电，控制电源、氧枪抱闸电机、转炉抱闸电机都是由交流电源供电，只有交流电源停电时，氧枪电机、控制电源、氧枪抱闸电机、转炉抱闸电机才由应急电源供电，所以应急电源设计成离线式。
氧枪电机变频器和应急电源的可变频逆变器分别通过两台输出交流接触器给氧枪电机供电，两台接触器由操作连锁系统控制，接触器线圈分别由交流电源和应急电源中的工频正弦波逆变器供电，交流电源正常时，氧枪电机由原控制系统控制工作，交流电源事故停电时在机旁箱操作事故氧枪提升按钮和事故松转炉抱闸按钮。氧枪提升到上极限自动停止，转炉倾转到零位停止。应急电源系统主回路及控制回路见图1。
3.2参数计算
(1)可变频逆变器技术参数
可变频逆变器采用西门子矢量型逆变器，其电气参数为:
输入:DC510V(-15%)~650V(+10%)
输出:0~3AC380
额定频率
输入:直流
输出:0~50Hz
额定电流
输入:174A
输出:146A
过载电流:198A
过载时间:60S
(2)工频正弦波逆变器技术参数
直流输入电压:180~300V
直流输入电流:13.6A
交流旁路输入电压:380V±15%
交流旁路输入电流:4.5A
切换时间:≤5ms
交流输出电压:380V±3%
交流输出电流:3.6A
过载能力:120%1min;150%10s;200%1s
(3)逆变器容量核算
a)可变频逆变器容量核算
氧枪电机容量为55KW，额定电流约110A，考虑氧枪刮渣过负荷情况，电流1.5倍为165A＜198A(逆变器过载电流)，故逆变器容量能够满足。
b)工频正旋波逆变器容量核算
该逆变器负载是氧枪抱闸电机(直接启动)和控制电源，氧枪抱闸电机容量为0.33kW,额定电流约0.66A，直接启动电流按8倍计算为5.28A，逆变器额定输出电流为3.6A,过载1.5倍电流为5.4A＞5.28A。
控制电源的负载为氧枪电机、氧枪抱闸电机、转炉抱闸电机输入接触器线圈，因为他们不是同时工作，所以可以按最大线圈的吸合功率考虑，氧枪电机输入接触器为250A，线圈吸合功率为1430W，电流为1430W/220V＝6.5A，吸合时间0.5s;而逆变器过载能力:200%1s，既容许电流为3.6×2＝7.2A＞6.5A。
因为氧枪抱闸电机启动和接触器操作不是同时进行的，所以可以按最大负载考虑，由以上计算可以看出逆变器容量可以满足。
(4)电池容量和串联只数的计算
a)电池容量计算
电池组是当交流事故停电时，作为2台逆变器的输入电源为负载提供能量，电池组的容量由逆变器输出的最大负载电流和持续时间决定。
由西门子逆变器技术参数可知:额定交流输出电流为146A时，直流输入电流为174A，那麽氧枪电机工作在额定电流110A时，直流输入电流为110A×174A/146A＝131A。
由工频正弦波逆变器技术参数可知:在额定情况下，逆变器直流输入电流为13.6A。因此2台逆变器总的直流输入电流为144.6A。既电池组需要提供的最大持续电流为144.6A，而持续时间为60min。根据这两个数据就可以计算电池组的容量。
按恒流放电计算电池组容量，已知条件为:
●单只电池额定电压:12V
●单只电池放电后的截止电压:10.8V
●恒流放电电流:144.6A
●放电持续时间:1h
●放电容量为144.6A×1.0h＝144.6Ah
从图4电池放电曲线可以得出1h对应12×J20曲线，再由图5电池容量曲线可以得出容量60%;设所求电池容量为C，按下面公式计算:
60%×144.6=100%×C
C=100×144.6/60=241Ah故选240Ah电池。
b)电池串联只数计算
串联只数N取决于逆变器输入直流电压的最大和最小允许值。不间断电源在正常运行时，系统处于浮充电状态，电池只数应为:
N=Ue/6Uf(12V/单只电池)
式中:N为蓄电池组串联只数
Ue逆变器输入或变频器中间直流回路额定电压
Uf单体电池的浮充电电压
以12V/单只电池为例，单体电池的浮充电压Uf=2.25V,单只电池的浮充电压Uf=13.5V。
西门子逆变器的输入电压为:
Ue=510～650V±10%,即Ue(min)=510V﹡
650V和715V是逆变器能正常工作的电压上限和下限值，取平均值:Ue=(459V+715V)/2=587V。
则N=Ue/6Uf=587V/6×2.25V=43.48只。取N=42只。
浮充电时,电池组端电压Ud=42×2.25V×6=567V。电压在设备允许范围内。
3.3应急电源的设备组成和原理框图
应急电源的原理框图见图2。应急电源的组成:
(1)断路器:1QF:交流输入断路器;2QF:工频逆变器输入断路器;3QF:工频逆变器输出断路器;QS:可变频逆变器输入开关;
(2)接触器:1KM:交流输入接触器;2KM、4KM:可变频逆变器输出接触器;3KM:变频器输出接触器(用户设备);5KM:转炉抱闸电机输入接触器(用户设备);
(3)TR:隔离变压器;
(4)CM1、CM2:高频开关充电模块;
(5)DC1、DC2:免维护铅酸蓄电池组;
(6)1NB:可变频逆变器;
(7)2NB:工频逆变器;
(8)VF:变频器(用户设备)。
4可变频应急电源的工作状态
4.1交流电源正常时的运行
当交流电源正常供电时，充电模块对电池组进行浮充电，同时2NB逆变器由交流供电旁路输出(注:2NB输入电源以交流优先)，为控制电源供电;1NB逆变器处于热备待启动状态，电机由用户变频器供电，见图3。
4.2交流电源断电时的运行
当交流电源断电时，1KM接触器断开，充电模块停止工作;2NB逆变器输入电源由交流切换到电池组供电，保证外部控制电源不间断;同时外部连锁系统停电启动信号(用户提供)启动1NB逆变器，输出接触器3KM断开，2KM接通，用户电机由1NB供电。此时1NB，2NB的运行是靠电池组放电来维持的，电池组对逆变器提供一个稳定的直流电压，因时不会因交流电源断电而影响负载工作，见图4。
4.3交流电源恢复时的运行
在交流电源恢复正常时，应急电源可不需人工操作便可自动重新启动，充电模块开始对电池组补充充电，这时电源恢复到正常运行状态，等待下次使用。
5结束语
可变频应急电源是专门用于电动机负载的输出电压和输出频率可变的交流不间断电源，和传统的UPS或工频应急电源相比，可以大大减少电源的设计容量，过载能力强、可靠性高。和传统的柴油发电机相比，启动时间快，无噪音、无污染，维护简单，可无人值守自动操作，可计算机监控。是一种值得推广的新型工业电源。
参考文献
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[5]免维护变频型交流不停电电源童林毅张奇张立阳(实用新型专利ZL99215007.8).
压逆变器范文篇5
关键词：逆变器开关函数实时仿真
在交通和某些工业领域中的电力驱动系统的研制过程中，直接使用实际电机系统对新的控制器进行测试，实现起来比较困难，而且费用较高。因此，需要介于离线仿真和实机试验之间的逆变器-交流电机实时仿真器，与实际控制器硬件相连，在闭环条件下对实际控制器进行实时测试。由于这种实时仿真系统回路中有实际控制器硬件介入，因此被称为硬件在回路仿真（Hardware-in-the-LoopSimulation）。
尽管在真实系统上进行试验是必不可少的，但是由于采用实机难以进行极限与失效测试，而采用实时仿真器可以自由地给定各种测试条件，测试被测控制器的性能，因此实时仿真器可作为快速控制原型（RapidControlPrototyping）的虚拟试验台，在电机、逆变器、电源和控制器需要同时工作的并行工程中必不可少。
图1电源-滤波-逆变器-交流电机系统
由于目前数字计算机处理速度的限制，不能实现亚微秒级物理模型实时仿真，需要对逆变器开关过程进行理想化处理，因此引入了离散事件系统。离散事件逆变器子系统与连续时间电机子系统耦合，使变流器-电机实时仿真器成为变因果和变结构系统。变因果是指离散开关事件发生前后，描述连续时间电机子系统的动态方程的输入变量与输出变量会变换位置；变结构是指在仿真进程中，离散开关事件引发状态转换，使连续系统结构发生变化。因而需要对动态方程不断地进行调整和初始化[1]。
框图建模工具Simulink是控制工程仿真的工业标准，但Simulink本质上是一种赋值运算，由其方框图描述的系统是因果的。为了能应用Simulink建模工具，应该使变流器-电机实时仿真系统解耦为两个独立子系统，以消除变因果、变结构问题。
作为功能性建模方法之一的开关函数，可用于确定变流器开关器件电压与电流波形计算，以便进行系统优化设计。它在变流器的离线仿真中已得到成功的应用[2～3]。本文应用文献[2]
的开关函数描述法，采用实际控制器输出的PWM开关逻辑信号定义正、负半桥开关函数，建立逆变器的Simulink模型。该模型既可实现实时仿真系统中逆变器与电机模型的解耦，又可以确定逆变器设置的开关死区时间，防止同一桥臂开关管直通。文中还将给出基于dSPACE实时环境的逆变器-异步电机开控制系统实时仿真的实现方法和结果。
图2逆变器系统Simulink框图
1逆变器Simulink模型
双电平三相电压源型逆变器由6个开关管和6个与开关管反向并接的续流二极管组成，见图1。采用实际控制器输出的6个PWM开关逻辑信号a+，b+，c+；a-，b-，c-定义逆变器a,b,c三相正半桥开关函数：
Sfap=1·×a+,SFbp=1×b+,SFcp=1×c+
和负半桥开关函数：
SFan=1×a-,SFbn=1×b-，SFcn=1×c-。
则全桥开关函数为：
SFa=Sfap-SFan,SFb=SFbp-SFbn，SFc=SFcp-SFcn。
逆变器输出端a,b,c与直流电流中点o之间的电压为：uao=0.5VDC×Sfab，ubo=0.5VDC×SFb,uco=0.5VDC×SFc，
其中，VDC为直流环路电压。由此得到线电压为：
uab=uao-ubo,ubc=ubo-uco,uca=uco-uao
相电压为：
uan=uao-uno,ubn=ubo-uno,ucn=uco-uno。
式中，uno=(1/3)(uao+ubo+uco)为电机三相绕组中点n与直流电流中点o之间的电压。
正半桥a,b,c相开关器件电流为：
is1=ia×Sfap,is3=ib×SFbp,is5=ic×SFcp
负半桥a,b,c相开关器件电流为：
is4=ia×SFan,is6=ib×SFbn,is2=ic×SFcn
三相电流为：
ia=is1+is4,ib=is3+is6,ic=is5+is2
另外开关电流为：
is1=is1_s-is1_D,iS4=is4_D-is4_s
直流电流为：
iDC=is1+is3+is5
其中，is1_s,is1_D,is4_s,is4_D分别为a相正、负半桥开关管和续流二极管电流。据此，可建立逆变器的Simulink框图模型。图2（a）～(d)分别是逆变器模型顶层和底层的Simulink框图。
2实时仿真系统实现
著名的机电控制系统开发平台较是基于MATLAB/Simulink/Real-TimeWorkshop[4～5]开发的dSPACE实时系统。本文的相关课题选用单板dSPACE系统DS1103。
图3宿主计算机/目标计算机结构
DS1103采用32位精简指令集处理器PowerPC604e进行浮点运算。精简指令集处理器采用小指令集、多寄存器结构，指令执行简单快速；统一用单周期指令，克服了复杂指令集处理器周期指令有长有短，造成运行中偶发不确定性，致使运行失常的弊端。
DS1103板插入PC机主板的ISA扩展槽中，由PC机提供电源，所有的实时计算都是由DS1103独立执行，而dSAPCE的试验工具软件则并行运行于PC主机上。宿主计算机/目标计算机结构如图3所示。
Real-TimeInterface(RTI)是dSPACE系统的实时实现软件，它对实时代码生成软件Real-TimeWorkshop进行扩展，集成了dSPACE系统I/O硬件实时模型，可实现从Simulink模型到dSPACE系统实时C代码的自动生成同，生成的实时代码包括实时内核和应用代码[6]。RTI还根据信号和参数产生一个变量文件，可以用dSPACE的试验工具软件ControlDesk进行访问[7]。
在功能强大的实时代码实现软件RTI与界面友好的试验软件ControlDesk支持下，可以很快地实现电力驱动系统快速控制原型与硬件在回路仿真测试。图4是采上述的逆变器模型与dSPACE系统I/O硬件模型组建的逆变器-交流电机系统Simulink框图。图中下部是逆变器-异步电机系统模型，作为实时任务T1，模型具有实际控制器的硬件接口，可输入6路实际的PWM开关信号，输出电流、电压等模拟信号；上部是PWM控制器模型，作为实时任务T2，模型由DSP控制器F240硬件产生实时PWM信号。T1与T2以异步采样模式工作，构成两定时器任务系统。为减少采样控制器输出引发的可变延时造成抖动的影响，设置T1的采样速率远高于T2的采样速率。
3实时仿真结果
系统仿真是针对某电动汽车电力驱动系统的，其中逆变器参数为：PWM开关频率fPWM=1kHz，开关死区时间=7μs；直流电源与滤波参数为：电池开路电压Ebo=288V，电源内阻Rb=0.03Ω，滤波电容C=10000μF；异步电机参数为：132V，182A，50Hz，45kW，2900rpm；负载转矩=50Nm；交流电源参数为：相电压幅值=100V,频率=50Hz。实时仿真采用Euler数值积分方法（ODE1），T1采样周期=11μs，T2采样周期=PWM周期=1ms。
图4逆变器-交流电机Simulink框图
图5是相电压uan、相电流ia、a相上半桥开关电流is1、S1开关管电流is1_s、S1续流二极管电流is1_D、直流环路电压VDC、直流环路电流iDC、任务总执行时间T1/tTT和T2/tTT的实时仿真波形。图中还显示出逆变器的输出电压空间矢量的矢端轨迹为正六边形，并内含从零电压矢量至六边形顶点的连线；而电机的转子磁链空间矢量的矢端轨为圆形。实时仿真系统经长时间连续运行，没有出现数值不稳定问题。
作为比较，对相同系统参数的逆变器-交流电机系统进行步长为100ns的离线仿真，并采用与实时仿真相同的Simulink模型（无硬件接口）和数值积分方法。结果是更小的步长并没有对仿真精度有明显的改进，这表明步长为11μs的实时仿真已经具有较高的仿真精度。
压逆变器范文篇6
关键词：变频器控制电路干扰
1、引言
随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。
2、变频器控制电路
给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的网络，称为控制回路，控制电路由频率，电压的运算电路，主电路的电压，电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。
（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。
（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。
（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：
（1）逆变器保护
①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
③再生过电压保护，应用逆变器使电动机快速减速时，由于再生功率使直流电路电压升高，有时超过容许值，可以采取停止逆变器运转或停止快速的方法，防止过电压。
④瞬时停电保护，对于毫秒级内的瞬时断电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不供电，所以检测出后使逆变器停止运转。
⑤接地过电流保护，逆变器负载接地时，为了保护逆变器，要有接地过电流保护功能。但为了保证人身安全，需要装设漏电保护断路器。
⑥冷却风机异常，有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检测出异常后停止逆变电器工作。
（2）异步电动机的保护
①过载保护，过载检测装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作过频时，应考虑减轻电动机负荷，增加电动机及逆变器的容量等。
②超速保护，逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。
（3）其他保护
①防止失速过电流，加速时，如果异步电动机跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行（失速）。所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。
②防止失速再生过电压，减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转（失速）。
3、变频器控制回路的抗干扰措施
由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量，弱信号回路，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。
（1）变频器的基本控制回路
一般而言，同外部进行信号交流的基本回笼路有模拟与数字两种：
①4～20MA电流信号回路（模拟）；1～5V/0～5V电压信号回路（模拟）。
②开关信号回路，变频器的开停指令，正反转指令等（数字）。
外部控制，指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒介侵入变频器。
（2）干扰的基本类型及抗干扰措施
①静电耦合干扰，指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合在电缆中产生的电势。当加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就会不太明显，也可在两电缆间设置屏敝导体，再将屏蔽导体接地。
②静电感应干扰，指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。其强度取决于干扰源电缆产生的磁通大小、控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。可将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设。分离距离通常应在30cm以上（最少不低于10cm）。分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设，也可将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。
③电波干扰，指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。抗干扰措施同①②，必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱务必接地。
④接触不良干扰，指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰，对此，采用并联触点或提高电器件等级来解决。对于电缆连接点应定期做拧紧加固处理。
⑤接地干扰，指机体接地或信号接地，对于弱电压，电流回路，任何不合理的接地均可诱发各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。可将速度给定的控制电缆取一点接地，接地线不作为信号的通路使用，电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用。
（3）其他注意事项
①装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。
②弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的电器件。
③控制电缆建议采用1.25mm2或2mm2屏蔽绞合绝缘电缆。
④屏蔽电缆的屏蔽要连接到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。
4、变频器的常见故障分析
（1）变频器充电起动电路故障，通用变频器一般为用压型变频器，采用交—直—交工作方式。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流，常见的两种变频起动电路如图2所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或昌闸管将电阻短路。起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流线线电压故障。一般，变频器的设计时，为了减小变频器的体积而选择较小起动电阻，其值多为10—50Ω，功率为10—50W；当变频器的交流输入电源频繁接通，或者旁路触器的触点接触不良时，都会导致起动电阻烧坏。因此在替换电阻的同时，必须找出原因，如果故障是由输入侧电源频率开始引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用，如果故障只由旁路触元件引起，则必须更换这些器件。
（2）变频器无故障显示，却不能高速运行，经检查变频器参数设置正确，调速输入信号正常，经上电运行测试，变频器直流母线电压只有450V左右（正常应在580V-600V），再测输入侧，发现缺了一相。故障原因是输入侧的一个空气开关一相接触不良造成的。造成变频器输入缺相不报警，仍能在低频段工作，是因为多数变频器的母线电压下限为400V，只有当母线电压降至400V以下时，变频器才报告故障。而`当两相输入时，直流母线电压为380V×1.2=452V＞400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相时仍可以正常工作，但因输入电压，输出电压低，造成异步电动机转速低频率上不去。
（3）变频器显示过流，出现这种显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果没有这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象。如果是，很可能是IPM模块出现故障，因为IPM模块内含有过压过流，欠压，过载、过热，缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到控制器的。微控制器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面将故障信息显示在面板上。应更换IPM模块。
（4）变频器显示过压故障，变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，这种情形，通常只需断开变频器电源1分钟左右再上电即可，另一种情况是变频器驱动大惯性负载，而出现过电压现象。这种情况下，一是将减速时间参数加长或增大制动电阻（制动单元）；二是将变频器的停止方式设置为自由停车方式。
（5）电机发热，变频器显示过载，对于已经投入运行的变频器，必须检查负载状况，对于新安装的变频器出现这种故障，很可能是V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题，此时必须正确设置好各种参数，另外，电机在低频的工作时散热性能变差，也会出现这种情况，这时就需加装散热装置。
压逆变器范文篇7
水力发电系统由发电机、AC/DC转换、PWM逆变器、LCL滤波器组成。发电机使用异步电机，异步电机并网发电是利用电网提供以同步转速转动的旋转磁场,在转差率为负值的工况下,其磁力矩与转速方向相反,机械力矩方向与转速方向相同,磁力矩作负功,机械力矩作正功(转化为电能),向电网输出电能。常用作发电的一般为三相鼠笼式异步电机,三相绕线式异步电机和单相电容式异步电机也可作为发电使用,但技术性指标差。电能经PWM逆变器后变为正弦调制波，这时的电能含有大量的高次谐波，为了减少谐波污染，加入LCL滤波器。
二、电力系统谐波危害
并网系统的电能质量主要取决于输出电流的质量，为了能够给电网提供高质量的电能，并网逆变器的电流控制发挥了重要的作用，因此，对并网发电用三相逆变器研究就显的尤为重要。
由于三相PWM逆变器具有功率因数高，效率高等诸多优点，因此在可再生能源的并网发电中得到广泛应用。但是三相PWM逆变器在其开关频率及开关频率的整数倍附近，产生的高次谐波注入到电网中，会产生谐波污染，这将对电网上的其他电磁敏感的设备产生干扰。
谐波对电力系统和其它用的设备可能带来非常严重的影响，主要危害可归纳为：
在电力危害方面：
（1）使公用电网中的设备产生附加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用频率增加电网损耗。零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波造成零线过热，甚至引发火灾。
（2）谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热，使绝缘老化，降低设备的使用寿命。
（3）谐波容易使电网与补偿电容器之间产生串联并联谐振，使谐振电流放大几倍甚至几十倍，造成过流，造成电容器以及与之相连的电抗器、电阻器的损坏。
（4）降低产生、传输和利用电能的效率。
在信号干扰方面：
（1）谐波会引起一些保护设备误动作，如继电保护的熔断器等。同时也会导致电气测量仪表计量不准确。
（2）谐波通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰，严重时会导致它们无法正常工作。
所以，减轻直至消除这些危害，对于供电和用电设备的节能降耗，乃至于对整个社会能源利用率的提高，都具有极其重要的意义。由于LCL在抑制谐波方面具有的优点，因此研究LCL滤波器具有很重要的现实意义。
三、并网逆变器矢量控制
控制电路的目的就是控制并网逆变器六个开关管的通断，产生与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效的原则是每一区间的面积相等。如果把一个正弦半波分作n等份，然后把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等份的中点重合，而宽度是按正弦规律变化。这样，由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦半周等效。同样，正弦波负半周也可用相同方法与一系列负脉冲波来等效。
为了达到控制目的，我们选用矢量控制的方法。矢量控制最初用于控制异步电机，把交流电动机等效为直流电动机控制，后来经过多年的发展，逐渐形成了一套比较完整的矢量控制理论体系。最近二十多年来由于电力电子、计算机及微电子技术的飞速发展，矢量控制技术在高性能交流驱动领域的应用已经越来越广泛。矢量控制大大简化了控制的难度，并会获得较好的控制效果，因此我们将采用矢量控制的方法对并网逆变器进行控制。
我们采用两个电流内环、一个电压外环的双闭环系统，来达到实际需要的精度和动静态性能。这种方法是取直流侧电压与给定电压比较，产生作为输入的直轴电流，取逆变器侧电感电流作为反馈，产生控制逆变器的脉冲信号。当发电机的直流电压不稳定时，通过逆变器侧电感电流的反馈，可以调节逆变器6个开关管通断时间，使其输出与电网电压幅值、相位相吻合。
四、LCL参数设计
逆变器侧是三个电阻为R、电感为L的电抗器，网侧是三个电阻为Rf、电感为Lf的电抗器，网侧电抗器和变流器侧电抗器之间是三个星形联结的电容器Cf。六个功率开关由控制电路产生的脉冲信号控制其通断，从而产生与正弦波等效的等幅矩形脉冲序列波。经逆变器形成的三相交流电经LCL滤波器滤除谐波后并入电网。
由于在LCL参数选择比较复杂，国际上也没有一种统一的设计方法，因此文章综合考虑电网侧电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性等要求，通过计算的方法得出一种简单有效的设计方案：通过选择逆变器侧所需要的电流纹波来设计内部电感L，通过选择在额定状态下吸收的无功功率来决定电容值，通过选择期望电流纹波减少量来设计Lf。由于逆变器开关管通常工作在高频方式，一般为15kHz，所以该滤波器属于低通滤波器，目的是滤除高频开关纹波。
通过计算得出LCL参数后，我们采用MATLAB中的SIMULINK模块进行仿真，通过反复实验后得出一个满足要求的实验结果。
五、主动阻尼控制器的设计
由于LCL滤波器是谐振电路，对系统的稳定性有很大影响，如果不采取很好的控制策略，会使电流的谐波畸变率增大。为了抑制LCL滤波器的谐振，可以采取增加滤波器阻尼的方法，但是增加无源元件，如电阻等，会造成功率损耗，降低系统的工作效率。除此之外我们还可以采取增加主动阻尼的方法，所谓主动阻尼，是指主动采取控制策略的方法，达到与被动阻尼相同的效果。
用主动阻尼的方法替代实际的谐振阻尼电阻作用，这样即使主动阻尼的阻值很大，也不会造成功率损耗，降低系统的效率。由于电压电流双闭环控制具有系统对参数变化不敏感，稳定性高的优点。采取这种控制策略与通常的双闭环不同之处在于，增加了对电容器电流的前馈控制。
结语
IEEE1547标准严格限定负载注入电网的电流总谐波畸变要小于5%，35次以上谐波的畸变率要小于0.3%。通过我们对逆变器矢量控制、LCL参数和主动阻尼器的设计，将基本达到这一要求。
参考文献
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[2]罗悦华,伍小杰,王晶鑫.三相PWM整流器及其控制策略的现状及展望[J].电气传动,2006,36（5）.
[3]李时杰,李耀华.PWM整流器无电流传感器前馈控制策略的研究[J].电气传动,2006,36(12).
压逆变器范文篇8
关键词：逆变器；双环；无差拍；重复控制
引言
随着闭环调节PWM逆变器在中小功率场合中的大量使用，对其输出电压波形的要求也越来越高。高质量的输出波形不仅要求稳态精度高而且要求动态响应快。
传统的单闭环系统无法充分利用系统的状态信息，因此，将输出反馈改为状态反馈，在状态空间上通过合理选择反馈增益矩阵来改变逆变器一对太接近s域虚轴的极点，增加其阻尼，能达到较好的动态效果[1]。单闭环在抵抗负载扰动方面与直流电机类似，只有当负载扰动的影响最终在输出端表现出来以后，才能出现相应的误差信号激励调节器，增设一个电流环限制启动电流和构成电流随动系统也可以大大加快抵御扰动的动态过程[2]。瞬时值反馈采取提高系统动态响应的方法消除跟踪误差，但静态特性不佳，而基于周期的控制是通过对误差的周期性补偿，实现稳态无静差的效果，它主要分为重复控制[3]和谐波反馈控制[4]。
本文提出了一种基于双环控制和重复控制的逆变器控制方案，兼顾逆变器动静态效应，另外使用状态观测器提高数字控制系统性能。
1逆变器数学模型
单相半桥逆变器如图1所示，L是输出滤波电感，C是输出滤波电容，负载任意，r是输出电感等效电阻和死区等各种阻尼因素的综和。U是逆变桥输出的PWM电压。
选择电感电流iL和电容电压vc作为状态变量，id看作扰动输入，得到半桥逆变器的连续状态平均空间模型为
根据式(1)，很容易得到逆变器在频域下的方框图，如图2所示。PWM逆变器的动态模型和直流电机相似，转速伺服系统的设计方法在这里也适用。本文借鉴直流电机双环控制技术，并改造成为多环控制系统，在逆变器波形控制上取得了很好的效果。
2控制方案分析
本控制方案包括双环控制系统和位居外层的重复控制系统。在瞬时波形控制场合，控制算法的执行时间和A/D转换延时相对于采样周期通常不可忽略，有必要采用状态观测器，利用其预测功能将控制算法提前一拍进行。本方案采用无差拍观测器对输出电压和电感电流进行预测。
2．1双环控制
双环控制系统框图如图3所示，Z（s）是未知的负载。需要检测和反馈的信号有三个，即电感电流iL，输出电压vc，负载电流id。电感电流检测为电流环而设。与直流电机相似，检测输出电压不仅用于电压瞬时波形控制而且实现输出电压解耦，消除输出电压对电流环的扰动，减轻电流环控制器的负担。同样，负载电流对瞬时电压环来说也是一个外部扰动，补偿负载电流能有效抑制其对输出波形的影响，提高稳态精度。正是由于对负载电流进行了补偿，电流环无须对负载电流的扰动进行抑制，所以，本方案没有反馈电容电流，而将扰动包含在反馈环路的前向通道内。若采用电容电流反馈，要得到良好的扰动抑制效果，必将导致电流环的增益过大。这不仅对稳定性不利，而且造成超调增大，电流跟踪的快速性受影响。
模拟控制系统的闭环极点离虚轴越远则动态响应越快，但无法将其配置到s平面的负无穷处，而s平面的负无穷被映射到z平面原点，若将数字控制系统的闭环极点全部配置到平面原点，则可以达到极快的动态响应速度，这就是所谓的无差拍技术。
由于本方案实现了输出电压解耦和负载电流补偿，电流环和电压环的结构大大简化，控制器的设计可以简单到仅仅采用P环节。这里采用无差拍原理确定电流环控制器KC和瞬时电压环控制器KV。
2.1.1电流环设计
图4(a)所示为电流环框图，为了实现输出电压交叉反馈解耦，控制算法由式（2）给出。
vcom(k)=KC〔iL＊(k)－iL(k)〕＋vc(k)（2）
式中：iL＊是电感电流指令；
vcom是电流环计算出的控制量。
图4(b)是解耦后简化的电流环框图，ZOH是零阶保持器。采用零阶保持器法将控制对象离散化。
Gc(z)=Z[(1-e-ts)/s)(1/L)/(s+a)=1/r(1-e-aT)/(z-e-aT)(3)
式中：T是采样周期；
a=r/L。
闭环系统的特征方程是
根据无差拍原理，将其特征根全部配置在原点，于是有
2.1.2瞬时电压环设计
由于电流环的截止频率高于瞬时电压环，对电流指令的跟踪速度要远快于瞬时电压环对波形的跟踪，在设计瞬时电压环时可认为内环是一个常数增益环节。图5(a)是瞬时电压环框图。对负载电流进行补偿后，相应的控制算法由式（6）给出。
icom(k)=KV〔vref(k)－vc(k)〕＋id(k)(6)
式中：vref是正弦参考电压；
icom是电压环算出的电流环指令。
图5(b)是补偿负载电流后且忽略电流环动态过程的简化电压环。同样用无差拍原理确定电压环控制器KV。
用零阶保持器法得到离散的控制对象的传递函数为
其闭环特征方程是
z－[1-(KvT/C)]=0（8）
将闭环特征根全部配置在原点，得到
KV=C/T（9）
图6是逆变器对数频率特性曲线，虚线为开环频率特性，实线为经过解耦和补偿后双环无差拍系统的闭环频率特性。很明显，逆变器开环谐振峰被削掉了，原来的欠阻尼性质得到了极大的改善，对于稳定性也有利。闭环带宽增加到2kHz，动态响应速度大大加快。
瞬时电压环对负载电流进行的补偿在一定程度上抑制了由负载引起的波形畸变。但这种补偿只有在电流环的传递函数为1时才能进行完全，否则，给出的补偿信号总存在相位误差。在设计瞬时电压环时只能近似认为电流环传递函数为1，所以，双环系统虽然能达到很快的动态响应速度，但对抑制整流性负载造成的波形畸变效果有限。为了得到更好的稳态波形，势必采用一种能完全补偿扰动的方案，重复控制就是一种成熟有效的手段。本控制方案在电流电压双环的基础上加入一个重复控制环构成复合控制系统。它位于双环的外层，对稳态波形质量进行控制。
2．2重复控制器设计
如图7所示，PB(z)是设计好的双环系统，负载及其他因素的影响由扰动量d等效。重复控制器的输出叠加于原有的参考输入之上，以产生矫正作用。重复控制器由周期延迟正反馈环节和补偿器KrzkS(z)组成，N是数字控制器每周期的采样次数，Q(z)用以增强系统的稳定性，常取为0.95。周期延迟正反馈环节对逆变器输出误差进行逐基波周期的累加。补偿器的作用是与逆变器对象实现中、低频对消和高频衰减，这样重复内模（即周期延迟正反馈环节）给出的补偿信号才能幅值和相位均正确地与扰动对消，实现稳态波形的无差。PB(z)是加双环之后的等效逆变器对象，从图6可以看出其谐振峰已经被抵消，因此，补偿器的设计大大简化，只须完成高频衰减和相位补偿的功能。Kr是重复控制器增益，S(z)取为一个截止频率与PB(z)近似的二阶滤波器以实现高频衰减，超前环节Zk实现S(z)PB(z)的相位补偿。由于超前环节的存在，所以引入周期延迟环节z－N，否则，重复控制器无法物理实现。
因为z－N的引入，重复控制器对扰动的矫正要延迟一个基波周期，但是位于内层的双环无差拍控制器则对扰动有着极快的抑制作用。相反地，双环无差拍控制器对扰动的补偿是有限的，而重复控制的引入可将扰动近乎完全补偿，稳态效果极佳。此外，如图6所示，双环控制使逆变器对象的截止频率加大到2kHz，重复控制器的补偿范围也得以扩大。
3系统设计与实验
本控制方案在一台基于DSPTMS320F240控制系统的IGBT单相半桥逆变器实验装置上得到了验证。实验装置参数为：滤波电感1.14mH；滤波电容20μF；输入直流电压250V；输出交流电压幅值100V。
图9
开关和采样频率均为10kHz，根据上述分析，计算出KV=0.2，KC=11.1。
加双环后的等效逆变器控制对象是
PB(z)=（10）
据此选择二阶滤波器
S(z)=（11）
超前环节是z4，取Kr=1，N=200。
图10
图8是双环系统带非线性负载时的波形，THD达4.84％，可见瞬时电压环对电流扰动的补偿效果有限。图9是复合控制系统负载突加过程，在突加阻性负载时，经0.5ms波形便恢复正常，在最恶劣的情况下即突加整流负载时，经5个基波周期波形也能完全恢复正常。图10是复合控制系统稳态工作波形，带阻性负载时的THD是1.71％，带整流性负载时的THD是1.54％。
压逆变器范文篇9
关键词:智能兆瓦箱系统;太阳能站;系统开发
在光伏发电技术快速发展背景下，世界上兆瓦级光伏发电系统以及兆瓦级联网光伏电站建设数量不断增多，近年来我国也加大了对光伏发电项目的推动，发光发电装机容量持续增加，对促进光伏发电行业的发展具有重要意义。在光伏行业不断发展壮大的情况下，以往的技术设备逐渐不能满足发展需求，还需要基于实际条件来进行专业分析和优化，消除现存的各类缺陷。
一、智能兆瓦箱系统设计需求
太阳能现在已经逐渐成为重要的能源，对促进社会经济持续发展具有至关重要的作用。而一站式智能兆瓦箱系统为太阳能电站核心部分，可对各功能子系统进行集合，最终可以利用一台兆瓦箱系统代替以往6～8台产品组成的系统，所需资源支持更小，并且在实际运行中也具有更高安全性与可靠性。通过不断研发升级，现在已经取得了良好成果，可实现智能云控制，实现网络视频的实时传输，视频图像可以达到PAL制每秒25帧，NTSC制每秒30帧。满足标准20英尺集装箱设计，集成2台1250kW光伏逆变器、干(油)升压变、监控单元、配电、开关柜、门禁监控及烟雾报警系统、温湿度自动控制通风系统等，能够有效应对沿海、高海拔以及强风沙地区运行需求，并且安装体积更小，安装调试方便，但是功率密度可提升50%。［1］
二、智能兆瓦箱系统设计技术难点
(一)系统供电方案设计。1．问题分析。光伏逆变器为光伏发电系统的重要设备之一，具有低电压穿越功能，当电网出现低电压穿越故障时，光伏逆变器在不脱网的同时向电网提供无功支撑，确保电网可以尽快恢复到正常供电状态。要求光伏逆变器必须要具有较高可靠性，可保持较长服务寿命。［2］但是现在光伏逆变器控制系统供电方案在电网低电压穿越时存在较多不足，主要体现在以下几个方面:第一，电网低电压穿越故障时，电网电压跌落，通过电网侧取电在跌落时间段失电，不能满足逆变器控制系统供电需求。第二，主接触器控制线圈为感性负载，吸合时功率较大，维持吸合所需功率较小，一般为交流侧供电方式。但是在出现低电压穿越故障时，电网电压跌落，接触器线包失电导致接触器断开脱网。第三，现在大部分厂家均是选择设置UPS的方案来满足低电压穿越要求，不仅成本比较高，并且寿命短需要定期更换。2．解决要点。为有效解决现存的供电系统问题，需要在原有基础上对供电方案进行调整，利用AC/DC高频开关电源以及DC/DC高频开关电源同时向光伏逆变器系统供电，提高系统母线电压稳定性，并且可实现系统供电1+1备份，系统运行可靠性更高。［3］同时，低电压穿越时，DC/DC高频开关电源能够满足光伏逆变器寿命要求。并且经过有效电路以及工作时序控制，在接触器吸合过程中，能够有效隔离接触器供电与控制系统供电，降低了两者之间存在的干扰。(二)检测电路设计。1．技术难点。通过光伏逆变器可以实现太阳能发电向交流电转变后并网，如果在并入电网过程中逆变器出现问题，便会造成太阳能电池输入正负极性反接，轻则会直接损坏逆变器，重则会产生火花将电缆烧毁，产生重大的安全事故。为保证逆变器运行正常，一般会选择用A/D读取直流输入电压或输入电流，然后通过控制芯片来判断太阳能电池组串输入是否存在反接情况，达到检测电路的效果。但是此种检测方法要求每一路独立的太阳能电池组串均要进行电压采样，结构复杂度高，需要占用较多控制芯片接口资源，实际运行成本比较高。另外，现在所经验的检测方法，对多路独立电池接入的反接保护措施不具备自诊断功能，安全隐患比较大。2．解决方法。可对光伏逆变器输入反接检测电路方法进行创新，使其具有自诊断功能，要求在多路太阳能电池内任何一路存在反接情况时，可以直接通过LED1显示出来。并且光电耦合器向控制芯片输出信号，控制芯片输入信号电压将会发生变化，采取相应控制措施处理，避免太阳能电池反接产生的安全隐患。假如电阻R2与R3之间连接线断开，则控制芯片AD端输入信号电压会发生一定变化，同时控制芯片会发出告警信息，提示线缆已经断开，达到故障自诊断的目的。(三)PID效应。1．设计难点。PID效应为光伏发电近年来影响较大的衰减效应，现在光伏并网系统不断扩大，系统电压逐渐增大，组件内部电池片相对于大地压力不断增高，而光伏组件铝边框要求接地处理，这样就会造成晶体硅光伏组件内电路与其接地金属框之间产生负的高电压。受到高压影响，组件电池封装材料以及组件上下表面层材料内将会出现离子迁移的情况，使得光伏电池组件光伏性能持续衰减。就研究表明，可以向电池组件输出负极接地或对电池组件输出端与大地之间施加正电压，以此种方法预防PDI效应的产生。例如为光伏逆变器每个独立输入均连接一个PID电源，通过电源对组件和大地间施加正电压，但是在实际操作中会发现，如果对每个独立组件来连接一个PID电源，将会产生更多成本，造成系统成本浪费。2．解决方法。可优化电路设计以及软件控制方法，对PID效应进行有效预防。即通过对光伏电池组串端口电压进行采集，判断光伏逆变器的工作状态，待光伏逆变器停止工作时，向光伏电池板正负极以及大地之间来施加正电压以免PID效应的产生。
三、结语
对智能兆瓦箱系统进行设计研究，对进一步推动光伏发电行业的发展具有重要意义，不仅可以降低前提建设成本，同时还可以提高光伏发电系统运行的可靠性与安全性，实现高效并网，真正达到节能环保发展的目的。
参考文献:
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压逆变器范文篇10
和直流功率：
1)调节整流器的触发滞后角或逆变器的触发超前角，即调节加到换流阀控制极或栅极的触发脉冲的相位，简称控制极调节。
2)调节换流器的交流电势，一般靠改变换流变压器的分接头来实现。
用控制极进行调节，不但调节范围大，而且非常迅速，是直流输电系统的主要调节手段。调节换流变压器分接头则速度缓慢且范围有限，所以只作为控制极调节的补充。
1.2控制极调节方式
控制极调节通常采用两种调节方式：整流侧均采用定电流调节方式，逆变侧常采用定关断余裕角调节或定电压(直流)调节方式之一。
1)定电流定关断余裕角调节
一般在整流器上都装有定电流调节装置，自动地保持电流为定值。定电流调节不但可以改善直流输电的运行性能。同时也可以限制过电流和防止换流器过载，所以它是直流输电系统基本的调节方式。定电流调节的基本原理是把系统实际电流和电流整定值进行比较，当出现差别时，便改变整流器的触发角，使差值消失或减少，以保持等于或接近于。图3.2(a)表明它的工作原理和稳态特性。设原运行点为A，整流器触发角，直流电流为。若由于某种原因逆变侧交流电压从下降到，而整流器又无自动调节时，则新的运行点将移到B''''点，电流大于。当装有电流调节器时，则在它的作用下，。角迅速地增大到，使工作点从A移向B，最后稳定在B点，电流便恢复到Ida。同理，逆变侧的电压升高或整流侧的交流电压波动时，也能保持等于。可见在电流调节器的作用下，运行点将在垂直线AB上移动。直线AB即整流器定电流调节器的伏安特性，称为定电流特性。定电流特性有一定的范围，当逆变侧交流电压上升或整流侧交流电压下降超过某一定值时，即使电流调节器将角减少到上限值，电流也不能恢复正常，因而整流器被限制在=特性上运行。这时系统运行在定特性和定特性的交点上(C点)，这时即使成稳定运行，也容易引起电流大幅度波动，为了保证逆变器的安全运行，减少发生换相失败的几率，要求逆变器的关断越前角不小于关断余裕角(包括可控硅正向阻断能力恢复时间所对应的角度和一定的安全裕度)。另外，为了尽可能提高逆变器的功率因数，又希望它在较小的角状态下运行。因此逆变器一般都设有定关断余裕角的调节装置，使其运行在定特性上。为了克服上述缺点，在逆变侧也装有电流调节器，其电流整定值比整流侧的小一个电流裕额，即为。在正常时，系统运行在整流侧定电流特性与逆变侧定特性的交点。当逆变侧交流电压上升或整流侧交流电压下降较多，致使整流侧转入定运行时，逆变侧即转入定电流运行，系统的运行点分别移到B或C点。运行在这些点都是稳定的，仅运行电流略有减小。设置电流裕额是为了避免两侧定电流特性重迭而引起运行点漂移不定。一般取=(0.1~1.15)，以保证计及两侧电流测量误差后，两条定电流特性不至于重叠。
2)定电流和定电压(直流)调节方式
在这种方式中整流器仍按定电流调节，逆变器则按直流线路末端(或始端)电压保持一定的方式调节。定电压调节的原理和定电流调节相似，仅反馈量或被调节量改为相应的直流电压。为了防止换相失败，逆变器仍需装设调节器，不过它只有在时才进行调节，因此又称为限制器。这种调节方式适用于受端交流系统等值(短路)阻抗较大(弱系统)的场合，它有利于提高换流站交流电压的稳定性。定电压调节的另一优点是，在轻负载(直流电流小于额定值)运行时，由于逆变器的角比满载运行时大，对防止换相失败更为有利。定电压调节方式的缺点是：在额定条件运行时为了保证直流电压有一定的调节范围，逆变器的角略大于，也就是系统运行点要在定特性之下，此时逆变器的额定功率因数和直流电压要比定关断余裕角调节方式的要低一些，亦即消耗的无功功率较多，换流器的利用率较低。不过，如果在角偏离值不大的范围内，把限制器的响应速度做得比定电压调节的慢一些，则满负载时逆变器也可运行于~的状态。
1.3.1定功率模式
定功率控制模式是直流输电工程的主要控制方式。根据这一控制方式，控制系统应当将指定的功率测控点的直流功率，保持在主控站运行人员整定的功率定值上。一般把直流功率测控点设在整流站直流线路的出口。
通常，对直流输电输送功率的控制是通过改变直流电流调节器的电流整定值来实现的。对于一个单极直流输电系统，将单极功率定值除以直流电压之和，便得到了直流电流调节器的电流定值。这种控制方式可以充分发挥直流电流调节回路的快速响应特性。另外，为了防止在暂态过程中，电流定值因直流电压可能产生剧烈变化而大幅度波动，需要对直流电压信号进行滤波处理。
直流功率定值及功率从一个定值向另一个定值的变化率由运行人员给定。另外，也可将其它功率调制信号叠加在功率定值上，以实现需要的功率调制功能。
功率控制应当保证在双极对称运行情况下，流过每一直流极导体的电流相等，尽量减少接地极电流。同理，对于单极非大地回线方式运行的系统，流过每一直流极导体的电流也应该相等。当采用大地回线方式或双极运行时，由于受到条件的限制或其它原因不可能使极线电流达到平衡，才容许接地电流增大。如果直流系统某一极的输电能力下降，导致实际的直流传输功率减小，那么双极功率控制应当增大另一极电流，自动而快速地把直流传输功率恢复到尽可能接近功率定值水平，另一极的电流可以增大到该极的固有过负荷水平，或短时过负荷水平。当流过极线的电流超过设备的连续过负荷能力时，功率控制应当向系统运行人员发出报警信号，并在使用规定的过负荷能力之后，自动地把直流功率降低到安全水平。当一极闭锁或清除直流线路故障时，双极功率控制应将故障极损失的功率尽可能转移到健全极。
1.3.2定电流模式