电流环

电流环

 

电流环采集逆变器输出负载上的电流信号，与电流给定值进行比较，通过计算（PI调节器）得到输出电压。

输出电压经过PWM模块的调制，输出PWM信号作用到逆变器上。逆变器响应PWM信号，输出电压作用到负载上。

 

在上面的传递函数框图中，PI调节器和负载的传递函数均很好理解，但绿色虚框中的是什么呢？

一般教科书是不削于讲这两个式子的，造成了很多人的疑惑。我们以实际的计算流程来分析一下。

 

在上图中，CPU在红色点处进入中断，读取了电流反馈值，然后进行PI调节器的计算，得到 输出电压（或者三角波比较值）。

但是输出电压不是立即作用出去的，通常会等到三角波回到0计数点，才会将比较值输出出去。

这样就造成了采样和计算的延时，也就是第一个绿色虚框中的一阶延时Ts。

输出的电压是立刻作用到了负载上面吗？还不是的。输出的比较值和三角波进行比较，产生PWM信号，上图中的橘黄色线。

对于这种7段式SVPWM来说，调制特点决定了还有0.5Ts的延时，也就是第二个绿色虚框中的分母部分。

剩下就只有Kpwm这个系数应该怎么确定了。Kpwm系数和很多因素有关，比如park变换矩阵、调制方式、系统标幺值选取等等。

看似复杂，其实我们只需要知道PI调节器输出变量的物理意义是什么就可以了，也就是逆变器输出的电压（单位V）和PI调节器输出的变量之间的比例关系。

这个值没有一个确定的数值，每个人的计算习惯不一样，该值会完全不一样。

如上我们就完全确定了电流环的传递函数。为了简化，可以将传递函数里面的小延时环节进行合并。Ts和0.5Ts的延时，合并后变为1.5Ts的延时。

 

 

Q   为什么电流给定值与电流的误差经过pi控制器输出为电压？

--这是由逆变器的本身数学模型决定的 给定对应的直流电流会有对应的直流电压 系统根据给定的参考直流电压生成PWM调制波

---因为PI调节器的输出是一个控制量，对于该系统来说，它的控制量就是电压。PI控制器的根本就是凑数而已，你要它代表啥物理含义它就代表啥物理含义。

--个人理解:Pi的功能是构成闭环负反馈，可以认为它本身的输入与输出都是数字量，没有物理量含义。

电流误差经过pi得到电压增量参考，是因为这样构造能得到负反馈闭环控制效果，比如希望流向电网的电流增加，也就是电流给定增加，那就让桥臂输出电压变大，由此可得到pi的输入与输出，可以用两个连续的控制周期，推一下看是不是这个效果。