一、基本信息

项目名称：高频功率变换与系统设计

项目级别：省级

课程名称：高频功率变换与系统设计

授课对象：2021级电气工程硕士

教学章节：第四章 第三节 调节器结构设计

使用教材：张兴等《高等电力电子技术》，机械工业出版社

二、教学案例设计思路

已经讨论了逆变器多环控制结构以及基于静止和同步坐标系的无静差调节其结构的设计问题，对于既定的控制系统和调节其结构，控制系统的性能则取决于调节器的参数设计，因此本节将对各环的调节器参数整定过程进行详细介绍。在调节器参数整定过程中一个非常重要的参数就是带宽的选取。

带宽越大，系统响应频率也越快。当系统带宽扩大λ倍，系统的响应速度也加快λ倍。带宽是不是越大越好？依据辩证统一原理，带宽的增大必然也会带来缺点。

三、教学目标

1.知识与技能目标

掌握不同环调节器的选取

掌握不同控制环带宽的关系

2.思想政治教育目标

辩证统一

四、教学重点难点

重点：控制环路设计的顺序

难点：控制环路带宽设计依据的相互关系

五、教学过程

本节以基于LC滤波器的电压型无源逆变器VSI（简记为LC-VSI）为例进行讨论，为讨论方便，在此假设LC-VSI的直流电压恒定，因此只考虑对基于输出电压环（外环）电容电流环（内环）的双环系统进行设计。在调节器参数设计时，需要掌握带宽设计的选取依据。

带宽越大，系统响应频率也越快。当系统带宽扩大λ倍，系统的响应速度也加快λ倍。从伯德图来看，截止频率越大，说明曲线越往上面平移，就是增益越大，增益大就能更快地放大输出信号，所以响应速度更快。带宽是不是越大越好？依据辩证统一原理，矛盾普遍存在的，对于输入端信号，带宽大，则跟踪控制信号的能力强；而在另一方面，抑制输入端高频干扰的能力就弱，因此系统带宽的选择在设计中应该折中考虑，不能一味求大。

拓展阅读：

《微电网中基于LCL滤波器的三相并网逆变器控制策略研究》戴敏.