專利名稱：逆變器及其輸出電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技術(shù)，具體地說，涉及對(duì)逆變器的控制系統(tǒng)的改進(jìn)，以保證輸出電壓的精度，更具體地說，涉及一種其輸出電壓可高精度控制的逆變器及其輸出電壓控制方法。
技術(shù)背量傳統(tǒng)逆變器，例如三相逆變器的基本控制單元可分為矢量解耦控制系統(tǒng)和三相獨(dú)立控制系統(tǒng)兩種。


圖1是傳統(tǒng)三相逆變器中使用的基本矢量解耦控制系統(tǒng)的原理框圖。這里，控制對(duì)象由逆變橋1、LC濾波器2及負(fù)載3組成。其中逆變橋?yàn)榈湫偷娜哿荛_關(guān)電路，負(fù)載為三相平衡或不平衡、線性或非線性負(fù)載?；臼噶靠刂葡到y(tǒng)的基本原理是將逆變器的三相輸出電壓和三相橋臂電流的檢測(cè)值分別經(jīng)靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換到dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)定值實(shí)施類似直流電路的解耦控制后，再對(duì)dq坐標(biāo)系下的作用量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)/靜止坐標(biāo)反變換，獲得能直接控制逆變橋開關(guān)管的控制信號(hào)。該控制系統(tǒng)通常包含以下的主要部分和環(huán)節(jié)(1)、電壓指令發(fā)生部分由電壓指令發(fā)生器6產(chǎn)生輸出電壓矢量的矢量角θ*及該矢量在dq坐標(biāo)系d、q軸上的直流給定值Vd*、Vq*(其中Vq*通常為0)。
(2)、反饋量的靜止/旋轉(zhuǎn)變換部分由ABC/αβ電壓變換器4將三相輸出電壓Va、Vb、Vc變換為αβ靜止坐標(biāo)系下的Vα、Vβ；αβ/dq電壓變換器5再進(jìn)一步將Vα、Vβ變換為dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的Vd、Vq，注意αβ/dq電壓變換器5需用到上述電壓指令發(fā)生器6產(chǎn)生的矢量角θ*。同樣，ABC/αβ電流變換器9將三相橋臂電流Ia、Ib、Ic變換為αβ靜止坐標(biāo)系下的Iα、Iβ；αβ/dq電流變換器10再進(jìn)一步將Iα、Iβ變換為dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的Id、Iq，αβ/dq電流變換器10也需用到上述矢量角θ*。
(3)、矢量調(diào)節(jié)控制部分包括電壓調(diào)節(jié)部分和電流調(diào)節(jié)部分，其中電壓調(diào)節(jié)部分由電壓減法器7和電壓調(diào)節(jié)器8組成，其中電壓減法器7將上述電壓指令發(fā)生器6產(chǎn)生的給定值Vd*、Vq*分別減去αβ/dq電壓變換器5輸出的Vd、Vq，以產(chǎn)生電壓誤差EVd、EVq；電壓調(diào)節(jié)器8對(duì)電壓誤差EVd、EVq分別進(jìn)行PI調(diào)節(jié)生成電流調(diào)節(jié)部分的給定值Id*、Iq*。電流調(diào)節(jié)部分由電流減法器11和電壓調(diào)節(jié)器12組成，其中電流減法器11將上述電流給定值Id*、Iq*分別減去αβ/dq電流變換器10輸出的Id、Iq，以產(chǎn)生電流誤差EId、EIq；電流調(diào)節(jié)器12對(duì)電流誤差EId、EIq分別進(jìn)行PI調(diào)節(jié)(或P調(diào)節(jié))生成系統(tǒng)在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的作用量Ud、Uq。
(4)、作用量的旋轉(zhuǎn)/靜止反變換部分由dq/αβ變換器13將上述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的作用量Ud、Uq變換至αβ靜止坐標(biāo)系下的作用量Uα、Uβ；αβ/ABC變換器14再將上述作用量Uα、Uβ變換至三相ABC坐標(biāo)系下的作用量Ua、Ub、Uc，該作用量分別直接控制逆變橋三個(gè)橋臂上的開關(guān)脈沖寬度。
圖2是傳統(tǒng)三相逆變器中基本的三相獨(dú)立控制系統(tǒng)的原理框圖。其控制系統(tǒng)主要由電壓指令發(fā)生器6、產(chǎn)生電壓誤差的電壓減法器7、電壓調(diào)節(jié)器8、產(chǎn)生電流誤差的電流減法器11及電流調(diào)節(jié)器12構(gòu)成。相比上述的矢量解耦控制系統(tǒng)，其電壓、電流控制環(huán)節(jié)是在ABC坐標(biāo)系下完成的，因而無需設(shè)置反饋量的靜止/旋轉(zhuǎn)變換和作用量的旋轉(zhuǎn)/靜止反變換等環(huán)節(jié)。相應(yīng)地，這里的電壓指令發(fā)生器6給出的是三相輸出電壓的設(shè)定值Va*，Vb*，Vc*及A相的相位角度θ*。即Va*＝Vm*COSθ*，Vb*＝Vm*COS(θ*-120)，Vc*＝Vm*COS(θ*-240)，其中Vm*為輸出交流電壓的目標(biāo)幅值。
上述兩種基本控制單元對(duì)于逆變器承擔(dān)三相平衡線性負(fù)載時(shí)均可獲得良好的控制效果。不過，當(dāng)逆變器承擔(dān)三相不平衡負(fù)載(如單相負(fù)載)時(shí)，雖然上述控制系統(tǒng)從原理上能抑制這種不平衡負(fù)載對(duì)輸出電壓精度造成的影響，但由于實(shí)際控制系統(tǒng)響應(yīng)速度和增益的限制，其抑制效果一般并不能滿足精密負(fù)載的需要。特別是當(dāng)控制系統(tǒng)采用處理能力受限的微處理器實(shí)現(xiàn)時(shí)，這種由不平衡負(fù)載引起的輸出電壓精度的穩(wěn)態(tài)偏離往往較大，比如當(dāng)僅在逆變器的A相輸出上加一定程度的負(fù)載時(shí)，其A相電壓會(huì)跌落，而B、C相電壓會(huì)上揚(yáng)。另外一種情況是當(dāng)逆變器的輸出承擔(dān)開關(guān)電源類非線性整流性負(fù)載時(shí)，其輸出電壓的波峰或波谷不可避免地會(huì)被削平，從而造成輸出電壓有效值偏離設(shè)定值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述非線性負(fù)載時(shí)輸出電壓精度較差以及在逆變器帶三相不平衡負(fù)載時(shí)輸出電壓精度較差的問題，對(duì)逆變器尤其是三相逆變器的控制系統(tǒng)加以改進(jìn)，使逆變器能減少克服非線性負(fù)載或三相不平衡負(fù)載對(duì)輸出電壓帶來的影響，提供高精度的三相平衡的輸出電壓。具體而言，本發(fā)明要提供一種輸出電壓可控精度高的逆變器以及用于實(shí)現(xiàn)上述逆變器的逆變器輸出電壓控制方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于，在上述傳統(tǒng)逆變器的基本控制單元的基礎(chǔ)上，增加逆變器各相輸出電壓的有效值控制環(huán)節(jié)，該有效值控制環(huán)節(jié)通過控制各相輸出電壓的有效值與設(shè)定有效值的一致，從而保證非線性負(fù)載或在帶三相不平衡負(fù)載時(shí)有較高輸出電壓精度。
此時(shí)，所述電壓指令發(fā)生器還產(chǎn)生電壓有效值給定值；所述有效值控制環(huán)節(jié)包括計(jì)算實(shí)際輸出電壓有效值的計(jì)算器、將所述電壓有效值給定值減去所述實(shí)際輸出電壓有效值以獲得有效值誤差的有效值減法器、根據(jù)所述有效值誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成直流補(bǔ)償作用量的有效值調(diào)節(jié)器、將所述直流補(bǔ)償作用量轉(zhuǎn)換成三相交流補(bǔ)償作用量的乘法器、以及將所述交流補(bǔ)償量疊加到所述基本作用量上的加法器。其中，所述補(bǔ)償作用量是由各相有效值調(diào)節(jié)器根據(jù)其具體的有效值偏差情況進(jìn)行調(diào)整的，若采用無差的PI調(diào)節(jié)方式，則可實(shí)現(xiàn)各種負(fù)載條件下各相輸出電壓的穩(wěn)態(tài)有效值與設(shè)定有效值的一致。
按照本發(fā)明提供的逆變器輸出電壓控制方法，在由基本控制單元產(chǎn)生基本作用量作用于逆變單元的基礎(chǔ)上，還包括以下步驟檢測(cè)(計(jì)算)輸出電壓的有效值/平均值；產(chǎn)生輸出電壓有效值/平均值給定值；將電壓有效值/平均值給定值減去檢測(cè)到的輸出電壓有效值/平均值，以獲得有效值/平均值誤差；根據(jù)所述有效值/平均值誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成直流補(bǔ)償作用量；將所述直流補(bǔ)償作用量轉(zhuǎn)換成交流補(bǔ)償作用量；將所述交流補(bǔ)償量疊加到所述基本作用量上，通過逆變單元實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變輸出電壓的控制。
實(shí)施本發(fā)明提供的逆變器及其輸出電壓控制方法，可分別應(yīng)用于三相獨(dú)立控制系統(tǒng)和矢量解耦控制系統(tǒng)。通過提供各相補(bǔ)償作用量，使得輸出電壓控制系統(tǒng)既可保持基本控制單元的基本特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路，又增強(qiáng)了其輸出電壓的穩(wěn)壓精度及負(fù)載適應(yīng)能力。按照本發(fā)明提供的逆變器及其輸出電壓控制方法還可針對(duì)電壓平均值實(shí)施，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例一本發(fā)明逆變器第一實(shí)施例如圖3所示，從圖中可以看出，其輸出電壓控制系統(tǒng)除包括圖1所示的基本矢量控制系統(tǒng)的所有基本環(huán)節(jié)外，還補(bǔ)充了一個(gè)有效值或平均值控制環(huán)節(jié)。平均值控制環(huán)節(jié)與有效值控制環(huán)節(jié)類似，以下均以有效值控制環(huán)節(jié)為例進(jìn)行闡述。
本實(shí)施例中，電壓指令發(fā)生器6除產(chǎn)生輸出電壓矢量的矢量角θ*及輸出電壓矢量在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的給定值Vd*、Vq*(通常為0)以外，還要產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電壓的有效值給定值VRMS*。VRMS*與Vd*存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般可表達(dá)為VRMS*=Vd*/2]]>。
有效值計(jì)算器15以逆變器輸出電壓的重復(fù)周期為計(jì)算周期，根據(jù)輸出三相電壓的瞬時(shí)值Va、Vb、Vc分別計(jì)算其有效值VaRMS、VbRMS、VcRMS。
有效值減法器16將上述有效值給定值VRMS*分別減去輸出電壓各相有效值VaRMS、VbRMS、VcRMS，獲得各相電壓的有效值誤差EaRMS、EbRMS、EcRMS。這里EaRMS＝VRMS*-VaRMS；EbRMS＝VRMS*-VbRMS；EcRMS＝VRMS*-VcRMS。
有效值調(diào)節(jié)器17針對(duì)各相電壓的有效值誤差EaRMS、EbRMS、EcRMS分別作PI調(diào)節(jié)，生成相應(yīng)的作用量UaRMS、UbRMS、UcRMS，這種作用量在穩(wěn)態(tài)下可認(rèn)為是直流量。
乘法器18將上述直流作用量UaRMS、UbRMS、UcRMS分別乘以對(duì)應(yīng)的余弦函數(shù)得到相應(yīng)的交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN。具體地講UaCMPN＝UaRMS×COSθ*；UbCMPN＝UbRMS×COS(θ*-120)；
UbCMPN＝UbRMS×COS(θ*-240)，其中θ*來自上述電壓指令發(fā)生器6。
加法器19將上述交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN分別疊加到基本矢量控制系統(tǒng)輸出的基本作用量Ua、Ub、Uc之上，形成綜合作用量Uat、Ubt、Uct，以控制逆變橋相應(yīng)橋臂開關(guān)的脈沖寬度。即Uat＝Ua+UaCMPN；Ubt＝Ub+UbCMPN；Uct＝Uc+UcCMPN。
上述有效值控制環(huán)節(jié)的作用原理簡(jiǎn)述如下當(dāng)三相逆變器帶不平衡負(fù)載，如僅在A相上加載時(shí)，A相輸出電壓有跌落的趨勢(shì)，而B、C兩相輸出電壓則有上揚(yáng)的趨勢(shì)，這樣有效值減法器16獲得的有效值誤差EaRMS為正，而EbRMS、EcRMS為負(fù)。此誤差經(jīng)有效值調(diào)節(jié)器17后，獲得的作用量UaRMS大于0，UbRMS、UcRMS小于0。再經(jīng)乘法器18后，所得各相補(bǔ)償量中，UaCMPN與基本作用量Ua同相，而UbCMPN、UcCMPN則分別與基本作用量Ub、Uc反相。經(jīng)加法器19后，各相的綜合作用量中，Uat將被加強(qiáng)，Ubt、Uct則將被削弱，這樣原來A相輸出電壓跌落及B、C兩相輸出電壓上揚(yáng)的趨勢(shì)將被抑制。另外，由于有效值調(diào)節(jié)器17采用的是無差的PI調(diào)節(jié)，穩(wěn)態(tài)下最終會(huì)達(dá)到各相有效值誤差為零(EaRMS＝EbRMS＝EcRMS＝0)，即各相輸出的有效值均保持在設(shè)定值上(UaRMS＝UbRMS＝UcRMS＝VRMS*)，從而獲得高精度的，平衡的三相輸出電壓。
實(shí)施例二圖4為本發(fā)明三相逆變器的另一種實(shí)施框圖。本實(shí)施例與圖3所示的實(shí)施例一基本類似，同樣由基本矢量控制系統(tǒng)和有效值控制環(huán)節(jié)組成，前者提供基本作用量，后者提供補(bǔ)償作用量，基本作用量和補(bǔ)償作用量被疊加在一起。所不同的是，這里的有效值控制環(huán)節(jié)所包含的環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)有增加，實(shí)施上述基本作用量和補(bǔ)償作用量疊加的加法器的位置也有調(diào)整。
與實(shí)施例一相同，在本實(shí)施例中，電壓指令發(fā)生器6，除了用于產(chǎn)生輸出電壓矢量的矢量角θ*及輸出電壓矢量在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的給定值Vd*、Vq*(通常為0)以外，還要產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電壓的有效值給定值VRMS*。其中，VRMS*與Vd*存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可表達(dá)為VRMS*=Vd*/2]]>。
有效值計(jì)算器15，用于以逆變器輸出電壓的重復(fù)周期為計(jì)算周期，根據(jù)輸出三相電壓的瞬時(shí)值Va、Vb、Vc分別計(jì)算其有效值VaRMS、VbRMS、VcRMS。
有效值減法器16，用于將上述有效值給定值VRMS*分別減去輸出電壓各相有效值VaRMS、VbRMS、VcRMS，獲得各相電壓的有效值誤差EaRMS、EbRMS、EcRMS。這里，EaRMS＝VRMS*-VaRMS，EbRMS＝VRMS*-VbRMS，EcRMS＝VRMS*-VcRMS。
有效值調(diào)節(jié)器17，用于針對(duì)各相電壓的有效值誤差EaRMS、EbRMS、EcRMS分別作PI調(diào)節(jié)，生成相應(yīng)的作用量UaRMS、UbRMS、UcRMS，這種作用量在穩(wěn)態(tài)下可認(rèn)為是直流量。
乘法器18可將上述直流作用量UaRMS、UbRMS、UcRMS分別乘以對(duì)應(yīng)的余弦函數(shù)得到相應(yīng)的交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN。具體地講UaCMPN＝UaRMS×COSθ*；UbCMPN＝UbRMS×COS(θ*-120)；UbCMPN＝UbRMS×COS(θ*-240)，其中θ*來自上述電壓指令發(fā)生器6。
ABC/αβ變換器20，用于將上述各相交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN轉(zhuǎn)換至αβ靜止坐標(biāo)系下的補(bǔ)償作用量UαCMPN、UβCMPN。
加法器19，用于將上述補(bǔ)償作用量UαCMPN、UβCMPN分別疊加到基本矢量控制系統(tǒng)在αβ靜止坐標(biāo)系下的基本作用量Uα、Uβ之上，形成綜合作用量Uαt、Uβt， 即Uαt＝Uα+UαCMPN，Uβt＝Uβ+UβCMPN。綜合作用量Uαt、Uβt再經(jīng)αβ/ABC變換器14后獲得各相脈沖作用量Ua、Ub、Uc，以控制逆變橋相應(yīng)橋臂開關(guān)的脈沖寬度。
可以看出，實(shí)施例二與實(shí)施例一的基本區(qū)別在于，加法器19從αβ/ABC變換器14的后面移到了它的前面，即補(bǔ)償作用量與基本作用量的疊加是在αβ靜止坐標(biāo)系下進(jìn)行的。與此相適應(yīng)，補(bǔ)充了ABC/αβ變換器20，用于將三相交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN轉(zhuǎn)換至αβ靜止坐標(biāo)系下的補(bǔ)償作用量UαCMPN、UβCMPN。
該有效值控制環(huán)節(jié)的作用原理和效果與實(shí)施例一相同，可以認(rèn)為它是實(shí)施例一的一種變形。另外，還可進(jìn)一步將加法器19移至dq/αβ變換器13之前，相應(yīng)地需在ABC/αβ變換器20之后添加αβ/dq變換器。
實(shí)施例三圖5為本發(fā)明逆變器的第三種實(shí)施例的框圖表示。這一實(shí)施例與實(shí)施例一也存在較大的類似之處，它同樣由基本控制單元和有效值控制環(huán)節(jié)組成，前者提供基本作用量，后者提供補(bǔ)償作用量，基本作用量和補(bǔ)償作用量被疊加在一起。所不同的是，這里的基本控制單元不是矢量解耦控制系統(tǒng)，而是三相獨(dú)立控制系統(tǒng)。其有效值控制環(huán)節(jié)的作用原理同實(shí)施例一所述。
另外，從實(shí)施例三可以看出，若將其基本控制單元部分和有效值控制環(huán)節(jié)中分別抽出與A相相關(guān)的部分，則很容易構(gòu)成單相逆變器的輸出電壓控制系統(tǒng)。
本發(fā)明原理也可用于單相逆變器，用于克服在帶整流負(fù)載等條件下的輸出電壓偏離，提高其輸出電壓精度和負(fù)載適應(yīng)能力。
在上述所有實(shí)施例中，只要作以下改動(dòng)就可以很方便地將其中的有效值控制環(huán)節(jié)改造為平均值控制環(huán)節(jié)(1)、將有效值計(jì)算環(huán)節(jié)改造為平均值計(jì)算環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的輸出A、B、C各相電壓的平均值VaMEAN、VbMEAN、VcMEAN，這里的平均值是指輸出交流電壓取絕對(duì)值后的平均值；(2)、將電壓發(fā)生器6提供的有效值設(shè)定值VRMS*改造為平均值設(shè)定值VMEAN*，一般地VRMS*=Vm*/2]]>，而VMEAN*=22Vm/π]]>。
采用平均值控制環(huán)節(jié)后，本發(fā)明的三個(gè)逆變器控制系統(tǒng)可以得到類似的控制效果。
權(quán)利要求
1.一種逆變器，包括逆變單元(1)、設(shè)在所述逆變單元(1)與負(fù)載(3)之間的濾波單元(2)，以及對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制的基本控制單元，其特征在于，還包括輸出電壓的有效值/平均值控制環(huán)節(jié)，所述有效值/平均值控制環(huán)節(jié)包括用于產(chǎn)生電壓有效值/平均值給定值和相位角度θ*的電壓指令發(fā)生器(6)；計(jì)算實(shí)際輸出電壓有效值/平均值的計(jì)算器(15)、將所述電壓有效值/平均值給定值減去所述實(shí)際輸出電壓有效值/平均值以獲得有效值/平均值誤差的有效值/平均值減法器(16)、根據(jù)所述有效值/平均值誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成直流補(bǔ)償作用量的有效值/平均值調(diào)節(jié)器(17)、將所述直流補(bǔ)償作用量轉(zhuǎn)換成交流補(bǔ)償作用量的乘法器(18)、以及將所述交流補(bǔ)償量疊加到所述基本作用量上的加法器(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述逆變器，其特征在于，所述基本控制單元包括產(chǎn)生電壓給定值和相位角度θ*的電壓指令發(fā)生器(6)、將所述電壓指令發(fā)生器(6)產(chǎn)生的電壓給定值減去實(shí)際輸出電壓以獲得電壓誤差的電壓減法器(7)、根據(jù)所述電壓誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成電流給定值的電壓調(diào)節(jié)器(8)、將所述電流給定值減去實(shí)際輸出電流以獲得電流誤差的電流減法器(11)、以及根據(jù)所述電流誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成基本作用量的電流調(diào)節(jié)器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述逆變器，其特征在于，所述逆變單元(1)為三相逆變橋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述逆變器，其特征在于，所述基本控制單元采用三相獨(dú)立控制系統(tǒng)，所述電壓指令發(fā)生器產(chǎn)生的是三相輸出電壓的設(shè)定值Va*、Vb*、Vc*及A相的相位角度θ*；所述電壓減法器(7)、電壓調(diào)節(jié)器(8)、電流減法器(11)及電流調(diào)節(jié)器(12)都在三相ABC坐標(biāo)系下工作，所述電流調(diào)節(jié)器(12)直接輸出基本作用量Ua、Ub、Uc；所述加法器(19)設(shè)在所述電流調(diào)節(jié)器(12)與逆變橋(1)之間，用于將所述乘法器(18)輸出的三相交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN直接疊加到所述基本作用量Ua、Ub、Uc上，生成補(bǔ)償后的作用量Uat、Ubt、Uct，分別用于控制所述逆變橋中開關(guān)管的控制脈沖寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述逆變器，其特征在于，所述基本控制單元采用矢量解耦控制系統(tǒng)，所述電壓指令發(fā)生器(6)產(chǎn)生dq坐標(biāo)系直流給定值Vd*、Vq*以及矢量角θ*；所述電壓減法器(7)、電壓調(diào)節(jié)器(8)、電流減法器(11)及電流調(diào)節(jié)器(12)都在dq坐標(biāo)系下工作，所述電流調(diào)節(jié)器(12)輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系作用量Ud、Uq；所述基本控制單元還包括反饋量的靜止/旋轉(zhuǎn)變換部分和作用量的旋轉(zhuǎn)/靜止反變換部分，所述反饋量的靜止/旋轉(zhuǎn)變換部分包括將三相實(shí)際輸出電壓Va、Vb、Vc變換為αβ靜止坐標(biāo)系電壓Vα、Vβ的ABC/αβ電壓變換器(4)；將所述αβ靜止坐標(biāo)系電壓進(jìn)一步變換為dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)際電壓值Vd、Vq的αβ/dq電壓變換器(5)；將三相橋臂電流Ia、Ib、Ic變換為αβ靜止坐標(biāo)系電流Iα、Iβ的ABC/αβ電流變換器(9)、將所述αβ靜止坐標(biāo)系電流進(jìn)一步變換為dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)際電流值Id、Iq的αβ/dq電流變換器(10)；所述作用量的旋轉(zhuǎn)/靜止反變換部分包括將所述電流調(diào)節(jié)器(12)輸出的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系作用量Ud、Uq變換為αβ靜止坐標(biāo)系作用量Uα、Uβ的dq/αβ變換器(13)、可將所述αβ靜止坐標(biāo)系作用量進(jìn)一步變換為三相ABC坐標(biāo)系基本作用量Ua、Ub、Uc的αβ/ABC變換器(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述逆變器，其特征在于，所述加法器設(shè)在所述αβ/ABC變換器與逆變橋(1)之間，將所述乘法器(18)輸出的三相交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMPN直接疊加到所述αβ/ABC變換輸出的基本作用量Ua、Ub、Uc上，生成補(bǔ)償后的作用量Uat、Ubt、Uct，分別用于控制所述逆變橋(1)中開關(guān)管的控制脈沖寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述逆變器，其特征在于，所述乘法器(18)輸出的三相交流補(bǔ)償量UaCMPN、UbCMPN、UcCMP經(jīng)一個(gè)ABC/αβ變換器(20)變換為αβ靜止坐標(biāo)系補(bǔ)償作用量UαCMPN、UβCMPN；所述加法器(19)設(shè)在所述dq/αβ變換器(13)與所述αβ/ABC變換器(14)之間，將所述αβ靜止坐標(biāo)系補(bǔ)償作用量UαCMPN、UβCMPN疊加到所述dq/αβ變換器(13)輸出的αβ靜止坐標(biāo)系基本作用量Uα、Uβ上，生成補(bǔ)償后的作用量Uαt、Uβt；所述αβ/ABC變換器(14)將所述Uαt、Uβt進(jìn)一步變換三相ABC坐標(biāo)系作用量Ua、Ub、Uc。
8.一種逆變器輸出電壓控制方法，由基本控制單元產(chǎn)生基本作用量作用于逆變單元，其特征在于，還包括以下步驟檢測(cè)(計(jì)算)輸出電壓的有效值/平均值；產(chǎn)生輸出電壓有效值/平均值給定值；將電壓有效值/平均值給定值減去檢測(cè)到的輸出電壓有效值/平均值，以獲得有效值/平均值誤差；根據(jù)所述有效值/平均值誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)以生成直流補(bǔ)償作用量；將所述直流補(bǔ)償作用量轉(zhuǎn)換成交流補(bǔ)償作用量；將所述交流補(bǔ)償量疊加到所述基本作用量上，作用于所述逆變單元實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變輸出電壓的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及逆變器以及逆變器輸出電壓控制方法,在輸出電壓基本控制單元基礎(chǔ)上,增加逆變器各相輸出電壓的有效值控制環(huán)節(jié),由有效值計(jì)算器和有效值減法器計(jì)算出各相實(shí)際輸出電壓的有效值與設(shè)定有效值之間的誤差,所述誤差經(jīng)有效值調(diào)節(jié)器及乘法器后形成補(bǔ)償作用量,再將該補(bǔ)償量疊加在基本控制單元輸出的基本作用量上。本發(fā)明的逆變器及其輸出電壓控制方法可應(yīng)用于各種逆變器中,例如三相逆變器中三相獨(dú)立控制系統(tǒng)或矢量解耦控制系統(tǒng)中,還可針對(duì)三相輸出電壓的平均值實(shí)施,使逆變器能減小或消除非線性負(fù)載和三相不平衡負(fù)載對(duì)輸出電壓精度帶來的影響,而提供高精度的三相平衡的輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M7/42GK1385956SQ0211486
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者盛小軍, 周黨生 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司