Моделирование параллельной работы усилителей D-класса в качестве микрогрид-инвертора напряжения

Автор(ы): Воронцов Д.А.

Выпуск: 118

Рубрика: Управление техническими системами и технологическими процессами

Год: 2025

Библиография: Воронцов Д.А. Моделирование параллельной работы усилителей D-класса в качестве микрогрид-инвертора напряжения // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 118. - С.300-324.

Дата опубликования: 30.11.2025

Ключевые слова: микрогрид, инвертор напряжения, фазовая автоподстройка частоты, коэффициент нелинейных искажений, качество электроэнергии

Аннотация: Исследуется вопрос синхронизации инверторов напряжения на базе самоосцилирующего усилителя D-класса в условиях нелинейной выпрямительной нагрузки. Исследуется влияние выпрямительной нагрузки с RC-цепочкой на качество электроэнергии путём измерения коэффициента нелинейных искажений THD. В работе проведено моделирование в среде MATLAB/SIMULINK самоосциллирующего усилителя D-класса. Рассмотрены методы синхронизации двух таких инверторов напряжения в режиме мастер-слейв, предложен метод синхронизации копированием опорного сигнала. Впервые применен метод фазовой автоподстройки частоты синхронизации автогенераторного усилителя D-класса c таким же усилителем, проведено моделирование в среде, в результате которого показана инвариантность работы инвертора, состоящего из самоосцилирующего усилителя D-класса и модуля фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), относительно подключаемой нагрузки. Проведен сравнительный анализ работы на нелинейную нагрузку самоосциллирующего усилителя D-класса и классического полумостового микрогрид-инвертора напряжения. Проведен анализ спектра напряжения, полученного при работе на выпрямительную нагрузку. В работе предложен метод формирования опорного сигнала методом ФАПЧ для параллельной работы с сетью общего назначения, проведено математическое моделирование работы на резистивную и выпрямительную нагрузку в составе микрогрид.

Author(s): Vorontsov D.

Article title: Modeling of parallel operation of D-class amplifiers as a microgrid voltage inverter

Issue: 118

Year: 2025

Keywords: microgrid, voltage inverter, phase-locked loop, total harmonic distortion, power quality

Abstract: The paper investigates the synchronization of voltage inverters based on a self-oscillating D-class amplifier under nonlinear rectifier load conditions. The influence of a rectifier load with an RC chain on power quality is studied by measuring the total harmonic distortion (THD) coefficient. The paper simulates a self-oscillating D-class amplifier in the MATLAB/SIMULINK environment. Methods for synchronizing two such voltage inverters in master-slave mode are considered, and a method for synchronization by copying the reference signal is proposed. For the first time, a method of phase-locked frequency synchronization of a D-class self-oscillating amplifier with the same amplifier is applied, and simulation is performed in the environment, as a result of which the invariance of the operation of an inverter consisting of a self-oscillating D-class amplifier and a phase-locked frequency (PLL) module with respect to the connected load. A comparative analysis of the operation of a self-oscillating D-class amplifier and a classic half-bridge microgrid voltage inverter under a nonlinear load was performed. An analysis of the voltage spectrum obtained when operating under a rectifier load was performed. The paper proposes a method for generating a reference signal using the PLL method for parallel operation with a general-purpose network, and mathematical modeling of operation with a resistive and rectifier load in a microgrid was performed.