本發(fā)明是關于一種環(huán)流與電流振蕩的抑制方法，尤指一種利用虛擬電抗裝置產生虛擬電抗單元，以與實體電抗裝置共同抑制電流的振蕩，藉此在電路中可使用體積較小且成本較低的實體電抗裝置，或提升實體電抗裝置的電流抑制效果的環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)。

背景技術：

一般而言，馬達需要一個逆變驅動器(inverter drive)來控制馬達的轉子磁場頻率的變化與調整馬達的轉速，藉此驅動馬達的運作。為了增加馬達運作時的安全性，現(xiàn)在已經提出一種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，其為將多臺逆變驅動器的輸出并聯(lián)連接，以驅動馬達。并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)與一般逆變驅動系統(tǒng)最大的差別在于，與馬達對應的單一大容量逆變驅動器被置換成數(shù)臺容量較小的逆變驅動器，而讓這組容量較小的逆變驅動器共同輸出以驅動馬達。并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的主要特點在于模塊化(modularity)與冗余(redundancy)。模塊化指各別小容量逆變驅動器的控制器獨立于其它逆變驅動器。使用者可依照需求自行擴充或縮減并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的容量。冗余指在并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)操作中，萬一發(fā)生故障，可針對損壞的逆變驅動器進行更換，無須整臺更換。若妥善設計，更可以在其它逆變驅動器正常的情況下驅動馬達持續(xù)運轉，同時進行損壞的逆變驅動器的更換無須停機。

請參見圖1，其為第一種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖。第一種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)由兩臺互相并聯(lián)的逆變驅動器INV_1與INV_2組成，其中逆變驅動器INV_1為主要逆變驅動器，而逆變驅動器INV_2為從屬逆變驅動器。V_a1*,V_b1*,V_c1*為輸入至逆變驅動器INV_1的電壓命令，而V_a2*,V_b2*,V_c2*為輸入至逆變驅動器INV_2的電壓命令。主要逆變驅動器INV_1包含一空間向量調變(SVM)控制器102、一電抗裝置103及一開關裝置104，空間向量調變(SVM)控制器102將電壓命令V_a1*,V_b1*,V_c1*轉換成工作周期信號T_a1*, T_b1*,T_c1*，而開關裝置104受工作周期信號T_a1*,T_b1*,T_c1*以及一零電壓向量的工作周期信號T₀₁所驅動來進行開關切換，以產生一交流輸出電壓與交流輸出電流。電抗裝置103連接于開關裝置104的輸出端，用以抑制交流輸出電流的電流振蕩，并將抑制后的交流輸出電流輸出至馬達106。同樣的，從屬逆變驅動器INV_2包含一空間向量調變(SVM)控制器108、一電抗裝置109及一開關裝置110，空間向量調變(SVM)控制器108將電壓命令V_a2*,V_b2*,V_c2*轉換成工作周期信號T_a2*,T_b2*,T_c2*，而開關裝置110受工作周期信號T_a2*,T_b2*,T_c2*以及一零電壓向量的工作周期信號T₀₂與一調整量K相加所得的控制信號所驅動來進行開關切換，以產生交流輸出電壓與交流輸出電流。電抗裝置109連接于開關裝置110的輸出端，用以抑制交流輸出電流的電流振蕩，并將抑制后的交流輸出電流輸出至馬達106。其中，從屬逆變驅動器INV_2的運作跟隨主要逆變驅動器INV_1而調整，且調整量K藉由一加總器112、一減法器114及一比例積分器116的運作而產生。

請參見圖2，其為第二種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖。如圖所示，用來驅動馬達106的第二種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)由互相并聯(lián)的逆變驅動器INV_1,…,INV_n組成。每臺逆變驅動器接收三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)。每臺逆變驅動器均包含一開關裝置200、一正弦脈沖寬度調變(SPWM)控制器201、多個運算器202與203、一電抗裝置205、多個增益控制器P以及電流平均器Ave，其中開關裝置200連接于正弦脈沖寬度調變(SPWM)控制器201的輸出端，而運算器203將三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)與補償電壓命令進行加減運算，以產生補償后的三相電壓命令輸出至正弦脈沖寬度調變(SPWM)控制器201，使正弦脈沖寬度調變控制器201將補償后的三相電壓命令轉換成工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)而切換開關裝置200，進而產生交流輸出電壓與交流輸出電流，而每臺逆變驅動器內的電抗裝置205則抑制交流輸出電流的電流振蕩，并將抑制后的交流輸出電流輸出至馬達106。其中，補償電壓命令藉由電流平均器Ave、運算器202與203、增益控制器P的運算后產生。

請參見圖3，其為第三種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖。圖3與圖2的差別僅在于，每臺逆變驅動器的輸出相電流直接經由增益控制器P計算出用來輸出相電流的補償電壓命令，且補償電壓命令回授到正弦脈沖寬度調變 (SPWM)控制器201，而由運算器203將三相電壓命令((V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)與補償電壓命令進行加減運算，以產生補償后的三相電壓命令。

上述三種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的逆變驅動器皆可依據運作時的功率不同，而對應使用不同電抗值的電抗裝置，藉此抑制交流輸出電流的電流振蕩。然而，當逆變驅動器運作于大功率狀態(tài)時，便須對應使用電抗值較高的電抗裝置，而由于電抗值較高的電抗裝置其體積及重量較大，因此除了導致并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的體積對應變大外，更提高并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的成本。雖有部分技術改以LCL濾波器來取代電抗裝置，然此種架構的復雜度高，且由于LCL濾波器內需使用壽命較短的電解電容，亦即LCL濾波器內的電解電容需經常更換，故將導致LCL濾波器耗費成本，因此并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)仍會存在耗費成本的問題。此外，上述三種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)在運作時，由于各獨立逆變驅動器間存在些許誤差，因此會造成各逆變驅動器的電流無法完全輸出至馬達，導致各臺逆變驅動器間的電流相互流動形成環(huán)流。雖然上述三種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)皆具有抑制環(huán)流的功能，但上述三種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)在抑制環(huán)流時仍因具有與環(huán)流抑制相關的零序電流的問題存在，故抑制效果仍然有限。

因此，如何發(fā)展出一種可解決上述問題的環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提出一種環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，利用一虛擬電抗裝置根據實體電抗裝置的電抗值所產生的抑制三相電流來產生符合虛擬電抗單元及實體電抗裝置所共同形成的理想電抗值的補償三相電流，如此一來，便可使電抗值較小的實體電抗裝置的電流振蕩的抑制效果相同于電抗值較大的實體電抗裝置的電流振蕩的抑制效果，以使并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)可使用體積較小而成本較低的實體電抗裝置，進而降低并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的體積及成本。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，利用一環(huán)流抑制裝置根據并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流量對三相電壓命令作修正，如此一來，便可有效地同時抑制并聯(lián)式逆變驅 動系統(tǒng)中的環(huán)流及零序電流。

為達上述目的，本發(fā)明的一較佳實施態(tài)樣為提供一種環(huán)流與電流振蕩的抑制方法，應用于并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的多個逆變驅動器，每一逆變驅動器具有實體電抗裝置來抑制逆變驅動器內的開關裝置所輸出的過渡三相電流，方法包含下列步驟:(a)利用虛擬電抗裝置的電壓產生單元收集所有逆變驅動器各自所輸出的抑制三相電流并加總的電流信息，且將所收集的電流信息利用阻抗值進行運算，以于每一逆變驅動器中對應產生修正三相電壓；(b)利用虛擬電抗裝置的電壓比較單元將每一逆變驅動器中的修正三相電壓與三相電壓命令進行比較，以產生補償三相電壓；(c)利用虛擬電抗裝置的轉換運算單元將每一逆變驅動器中的補償三相電壓轉換為補償三相電流，其中補償三相電流對應于模擬過渡三相電流經由虛擬電抗單元與實體電抗裝置共同抑制后所產生的電流；(d)收集每一逆變驅動器內的過渡三相電流與每一逆變驅動器中的補償三相電流，并根據收集結果與所欲達成的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流量于每一逆變驅動器中產生一指標；(e)以指標配合三相電壓命令，并且依據操作模式的需求，于每一逆變驅動器中產生與并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流相關的零序電壓；(f)以零序電壓來修正三相電壓命令；以及(g)根據修正后的三相電壓命令來產生用來控制對應的逆變驅動器的切換的工作周期信號。

為達上述目的，本發(fā)明的另一較佳實施態(tài)樣為提供一種并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，用以驅動馬達，包含:多個相互并聯(lián)的逆變驅動器，每一逆變驅動器包含：開關裝置；脈沖寬度調變控制器，連接于開關裝置的輸入端，根據工作周期信號來控制開關裝置的切換；實體電抗裝置，連接于馬達與開關裝置的輸出端之間，用以抑制開關裝置所輸出的過渡三相電流的電流振蕩，并產生抑制三相電流輸出至馬達；虛擬電抗裝置，虛擬電抗裝置的輸入端連接于實體電抗裝置的輸出端及馬達之間，用以收集本身的逆變驅動器及其它逆變驅動器的抑制三相電流，并配合本身的逆變驅動器的三相電壓命令，以對應輸出補償三相電流；以及環(huán)流抑制裝置，用以收集本身的逆變驅動器的過渡三相電流與補償三相電流，并根據收集的結果修正三相電壓命令；其中，脈沖寬度調變控制器根據修正后的三相電壓命令產生工作周期信號至開關裝置。

附圖說明

圖1為第一種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖；

圖2為第二種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖；

圖3為第三種傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖；

圖4為本發(fā)明第一較佳實施例的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖；

圖5為第4圖所示的虛擬電抗裝置的內部架構圖；

圖6A為本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且有加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖；

圖6B為本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為2mH的實體電抗裝置且未加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖；

圖7A為本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且未加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖；

圖7B為本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且有加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖；

圖8為本發(fā)明第二較佳實施例的環(huán)流與電流振蕩的抑制方法流程圖。

其中，附圖標記：

INV_1,INV_2,…,INV_n：逆變驅動器

102、108：空間向量調變(SVM)控制器

103、109、205：電抗裝置

402：實體電抗裝置

104、110、200、400：開關裝置

106：馬達

112：加總器

114：減法器

116：比例積分器

(V_a1*,V_b1*,V_c1*)、(V_a2*,V_b2*,V_c2*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)：電壓命令

(T_a1*,T_b1*,T_c1*)、(T_a2*,T_b2*,T_c2*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)：工作周期信號

T₀₁、T₀₂：零電壓向量的工作周期信號

K：調整量

Ave：電流平均器

P：增益控制器

201：正弦脈沖寬度調變(SPWM)控制器

202：運算器

203運算器

401：脈沖寬度調變(PWM)控制器

403：虛擬電抗裝置

403a：電壓產生單元

403b：電壓比較單元

403c：轉換運算單元

(V_ca1,V_cb1,V_cc1)：修正三相電壓

(V_sa1,V_sb1,V_sc1)：補償三相電壓

404：控制指標計算器

406：控制器

410：加法器

(V_ua1,V_ub1,V_uc1),…,(V_uan,V_ubn,V_ucn)：電壓注入量

(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)：修正后的三相電壓命令

(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)：三相指標

(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)：補償三相電流

(I_a,I_b,I_c)：三相電流加總的電流信息

S1～S7：本發(fā)明的環(huán)流與電流振蕩的抑制方法流程

具體實施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質上當作說明之用，而非用于限制本發(fā)明。

此外，在本文中所使用的用詞包含、包括、具有、含有等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。此外，本文中所使用的及/或，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

請參見圖4及圖5，其中圖4為本發(fā)明第一較佳實施例的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的架構圖，圖5為圖4所示的虛擬電抗裝置的內部架構圖。需注意的是相同的元件編號指類似的元件。如圖4、5所示，由多臺相互并聯(lián)的逆變驅動器 INV_1,…,INV_n所組成的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)用來驅動馬達106。每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n接收三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*)，…，(V_an*,V_bn*,V_cn*)。每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n均包含一開關裝置400、一脈沖寬度調變(PWM)控制器401以及一實體電抗裝置402，其中開關裝置400的輸入端連接至脈沖寬度調變(PWM)控制器401，開關裝置400的輸出端連接至實體電抗裝置402。開關裝置400根據脈沖寬度調變(PWM)控制器401輸出的工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)來進行切換，藉此將三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)轉換成過渡三相電壓與過渡三相電流，而實體電抗裝置402的輸入端連接于開關裝置400的輸出端，實體電抗裝置402的輸出端連接于所對應的逆變驅動器的輸出端，用以抑制開關裝置400所輸出的過渡三相電流的電流振蕩，以產生抑制三相電流并輸出至馬達106，以驅動馬達106。

每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n均更各自包含一虛擬電抗裝置403，虛擬電抗裝置403的輸入端連接于實體電抗裝置402的輸出端及馬達106之間，用以接收本身的逆變驅動器及其它逆變驅動器所輸出的抑制三相電流的信息，且將包含本身的逆變驅動器的所有逆變驅動器的抑制三相電流加總起來，并配合各自逆變驅動器的三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*)，…，(V_an*,V_bn*,V_cn*)，計算出由一虛擬電抗單元及實體電抗裝置402所產生的一理想電抗值的一補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)，其中虛擬電抗單元藉由虛擬電抗裝置403所產生，而開關裝置400所輸出的過渡三相電流可對應補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)的補償而進行修正，使過渡三相電流的電流振蕩減少，進而類似于提升實體電抗裝置402的抑制效果。

以下將以圖5來說明每臺逆變驅動器的虛擬電抗裝置403的內部架構，然由于本發(fā)明的每臺逆變驅動器的虛擬電抗裝置403的內部架構相同，故圖5中僅以圖4所示的接收三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*)的逆變驅動器INV_1的虛擬電抗裝置403來示范性地進行說明。請再參閱圖5，虛擬電抗裝置403更包含一電壓產生單元403a、一電壓比較單元403b及一轉換運算單元403c。電壓產生單元403a用以收集本身的逆變驅動器的抑制三相電流及其它逆變驅動器的抑制三相電流的信息，且將包含本身的逆變驅動器的所有逆變驅動器的抑制三相電流加總起來，更將收集到的關于抑制三相電流加總的電流信息(亦即 馬達106所接收的總和三相電流(I_a,I_b,I_c))利用一阻抗值進行運算，以產生一修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1)，其中阻抗值實際上為馬達106的阻抗值，可變更地預先儲存于電壓產生單元403a內。電壓比較單元403b用以接收修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1)及三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*)，并將修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1)與三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*)進行比較，以產生一補償三相電壓(V_sa1,V_sb1,V_sc1)。轉換運算單元403c用以接收補償三相電壓(V_sa1,V_sb1,V_sc1)，并轉換為補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*)，使開關裝置400所輸出的過渡三相電流可對應補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*)的補償而進行修正，使過渡三相電流的電流振蕩減少，進而類似于提升實體電抗裝置402的抑制效果，其中，補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*)為可反映流過具有實體電抗裝置402及虛擬電抗單元所產生的理想電抗值的一理想三相電流。另外，圖5所例示的修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1)及補償三相電壓(V_sa1,V_sb1,V_sc1)實際上對應第n臺逆變驅動器而可改為修正三相電壓(V_can,V_cbn,V_ccn)以及補償三相電壓(V_san,V_sbn,V_scn)。

請再參閱圖4并配合圖5，每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n均更各自包含一環(huán)流抑制裝置，連接于開關裝置400的輸出端及脈沖寬度調變控制器401的輸入端之間，且與虛擬電抗裝置403的輸出端連接，并具有一控制指標計算器(Control Index Calculator，CIC)404及一控制器406。控制指標計算器404根據每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n各自所對應輸出的過渡三相電流與虛擬電抗裝置403所輸出的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)，而視設計的需求來對應產生三相指標(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)?？刂破?06用以接收三相指標(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)以及三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)，并在三相各產生與環(huán)流及/或零序電流相關的電壓注入量(零序電壓)(V_ua1,V_ub1,V_uc1),…,(V_uan,V_ubn,V_ucn)，且以前饋(feedforward)而非回授(feedbackward)的組態(tài)來修正三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)。在本較佳實施例中，控制器406為一非平衡零序注入產生器(Unbalanced Zero-Sequence Injection Generator，UZSIG)。三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)的修正經由加法器410將原始的三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)與電壓注入量(V_ua1,V_ub1,V_uc1),…,(V_uan,V_ubn,V_ucn)相加而成。修正后的三相電壓命令(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)傳送至脈沖寬度調變(PWM)控制器401，其將修正后的三相電壓命 令(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)與三角載波(triangular carrier wave)互相比較，以產生控制開關元件400的切換的工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)，藉此便可利用每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n各自的虛擬電抗裝置403所產生的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)來對開關裝置400所輸出的過渡三相電流進行修正，使過渡三相電流的電流振蕩減少，進而類似于提升實體電抗裝置402的抑制效果，且藉由環(huán)流抑制裝置根據并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流量對應產生修正的三相電壓命令(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)，以抑制并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及零序電流。每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n本身的回授三相電流可透過逆變驅動器本身的電流傳感器來量測，而所有逆變驅動器的總和電流可透過各臺逆變驅動器間的通訊來獲得，無需額外的電流傳感器。

于一些實施例中，每臺虛擬電抗裝置403的轉換運算單元403c實際上將補償三相電壓(Vsa1,Vsb1,Vsc1),…,(Vsan,Vsbn,Vscn)進行積分運算，并將積分運算后的結果與前述的理想電抗值的倒數(shù)進行乘法運算，以計算出可反映流過具有實體電抗裝置402及虛擬電抗單元所產生的理想電抗值的理想三相電流的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)。其中，理想電抗值可根據馬達106的轉速大小進行對應調整，舉例來說，當馬達106的轉速提升時，由于輸出至馬達106的總和三相電流(I_a,I_b,I_c)對應上升，故實際上需要對應地增加電流抑制效果，因此可將理想電抗值調降，以使補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)對應上升。反之，當馬達106的轉速下降時，由于輸出至馬達106的總和三相電流(I_a,I_b,I_c)對應下降，故實際上需要對應地降低電流抑制效果，因此可將理想電抗值調降，以使補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)對應下降。

由上可知，以逆變驅動器INV 1為例，本發(fā)明藉由虛擬電抗裝置403計算出由實體電抗裝置402及虛擬電抗單元所產生的理想電抗值的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*)對應使開關裝置400所輸出的過渡三相電流進行修正，以產生修正后的過渡三相電流，藉此虛擬電抗單元便可于開關裝置400的輸出端與實體電抗裝置402共同抑制過渡三相電流的電流振蕩，換言之，虛擬電抗裝置403仿真過渡三相電流在經由虛擬電抗單元與實體電抗裝置402共同抑制后所產生的電流，進而產生與該電流相對應的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*)。其中，實 體電抗裝置402的電抗值、虛擬電抗單元的電抗值及修正后的過渡三相電流仍存在的三相最大環(huán)流之間存在一計算公式如下：

(L_real+L_VR)＝(V_dc*T_SW*ε_D)/ΔI_max；

其中，L_real代表實體電抗裝置402的電抗值，L_VR代表虛擬電抗單元的電抗值，ΔI_max代表修正后的過渡三相電流仍存在的三相最大環(huán)流，TSW代表開關裝置400的切換的工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*)，ε_D代表每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n各自的三相工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)的最大錯位百分比，V_dc代表開關裝置400的輸出端的電壓，又T_SW、ε_D與V_dc實際上針對特定裝置可視為常數(shù)，故可知于本發(fā)明中，過渡三相電流實際上由實體電抗裝置402及虛擬電抗裝置403所形成的虛擬電抗單元共同抑制電流振蕩。因此相較于未使用虛擬電抗裝置的傳統(tǒng)逆變驅動器，使得抑制過渡三相電流的電流振蕩僅藉由實體電抗裝置的電抗值來達成，導致實體電抗裝置實際上必須使用電抗值較大的實體電抗裝置來構成，由于本發(fā)明利用虛擬電抗裝置403來使開關裝置400的輸出端形成虛擬電抗單元，藉此讓虛擬電抗單元與實體電抗裝置402共同抑制過渡三相電流的電流振蕩，亦即利用(L_real+L_VR)抑制過渡三相電流的電流振蕩，故本發(fā)明的實體電抗裝置402實際上便可選用電抗值相對較小的實體電抗裝置來構成，以使實體電抗裝置402的體積較小，進而成本較低。

當然，當本發(fā)明逆變驅動器的實體電抗裝置的電抗值相同于傳統(tǒng)的實體電抗裝置的電抗值時，由于本發(fā)明更利用虛擬電抗裝置403的虛擬電抗單元與實體電抗裝置共同抑制過渡三相電流的電流振蕩，因此本發(fā)明實際上可提升實體電抗裝置對于過渡三相電流的電流振蕩抑制效果。

另外，控制指標計算器404可依照欲抑制的目標，例如環(huán)流大小來計算三相指標(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)。三相電壓命令的修正可依照操作模式的需求以正弦脈沖寬度調變(SPWM)、空間向量脈沖寬度調變(SVPWM)或數(shù)字脈沖寬度調變(DPWM)等以脈沖寬度調變?yōu)榛A(PWM-based)的操作模式改變電壓注入量。因此，在本實施例中，控制器406可以因應操作模式的不同產生不同的命令，并搭配脈沖寬度調變(PWM)控制器401而替換為正弦脈沖寬度調變(SPWM)控制器、空間向量脈沖寬度調變(SVPWM)控制器或數(shù)字脈沖寬度調變(DPWM)控制器。利用脈沖寬度調變(PWM)控制器401將修正后的電 壓命令轉換成實際輸入的操作，將不受脈沖寬度調變(PWM)控制器401中的微控制器單元(MCU,未顯示)功能的限制。亦即，脈沖寬度調變(PWM)控制器401中的微控制器單元無須支持動態(tài)調整開關裝置400的工作周期信號的功能。

以下將以圖6-7說明本發(fā)明的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)加入虛擬電抗裝置運作后的效果，且為了方便了解本發(fā)明技術，該些圖示中僅以并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)具有兩臺逆變驅動器，并以兩臺逆變驅動器個別的a相電流及兩臺逆變驅動器的a相總和電流(I_a)來進行說明。請參閱圖6A、圖6B、圖7A及圖7B，其中圖6A顯示本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且有加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖，圖6B顯示本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為2mH的實體電抗裝置且未加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖，圖7A顯示本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且未加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖，圖7B顯示本發(fā)明的逆變驅動器使用電抗值為0.2mH的實體電抗裝置且有加入虛擬電抗裝置時的運作仿真結果圖。由圖6A及圖6B可知，本發(fā)明的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的逆變驅動器在加入虛擬電抗裝置的架構下，實際上便可使實體電抗裝置的電抗值變小，例如0.2mH，而達成如同實際使用較大的實體電抗裝置的電抗值，例如10倍的2mH的實體電抗裝置的電流振蕩抑制效果。

此外，由圖7A、7B可知，在使用相同電抗值，例如0.2mH的實體電抗裝置的條件下，由于本發(fā)明的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的逆變驅動器加入虛擬電抗裝置的架構及控制，故本發(fā)明的實體電抗裝置的電流振蕩抑制效果優(yōu)于傳統(tǒng)并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的逆變驅動器未加虛擬電抗裝置時的電流振蕩抑制效果。

本發(fā)明的較佳實施例的另一態(tài)樣如圖8所示，其為環(huán)流與電流振蕩的抑制方法流程圖，其利用圖4的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)及圖5的虛擬電抗裝置來完成。本發(fā)明的抑制電流振蕩及環(huán)流抑制方法的操作步驟如下。首先，如步驟S1，每臺逆變驅動器的虛擬電抗裝置403收集包含本身的所有逆變驅動器所輸出的抑制三相電流的信息，且將該些抑制三相電流加總起來，并將收集到的關于抑制三相電流加總的電流信息(亦即馬達106所接收的總和三相電流(I_a,I_b,I_c))利用阻抗值進行運算，以于每臺逆變驅動器中對應產生修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1),…,(V_can,V_cbn,V_ccn)，其中阻抗值實際上為馬達106的阻抗值。接 著，如步驟S2，將每臺逆變驅動器中的修正三相電壓(V_ca1,V_cb1,V_cc1),…,(V_can,V_cbn,V_ccn)與每臺逆變驅動器各自的三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)進行比較，以產生補償三相電壓(V_sa1,V_sb1,V_sc1),…,(V_san,V_sbn,V_scn)。接著，如步驟S3，將每臺逆變驅動器中的補償三相電壓(V_sa1,V_sb1,V_sc1),…,(V_san,V_sbn,V_scn)轉換為可反映流過具有實體電抗裝置402及虛擬電抗單元所產生的理想電抗值的理想三相電流的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)，使開關裝置400所輸出的過渡三相電流可對應補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)的補償而進行修正。接著，如步驟S4，每臺逆變驅動器中的控制指標計算器404會收集每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n各自所對應的過渡三相電流與虛擬電抗裝置403所輸出的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)，并依據欲達到的目標環(huán)流及/或零序電流量的需求，來計算出三相指標(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)。接著，如步驟S5，每臺逆變驅動器中的控制器406會以三相指標(K_a1,K_b1,K_c1),…,(K_an,K_bn,K_cn)配合三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)，依操作模式的需求產生與環(huán)流及/或零序電流相關的電壓注入量(V_ua1,V_ub1,V_uc1),…,(V_uan,V_ubn,V_ucn)。接著如步驟S6，每臺逆變驅動器會以前饋的組態(tài)來修正三相電壓命令(V_a1*,V_b1*,V_c1*),…,(V_an*,V_bn*,V_cn*)。接著，如步驟S7，脈沖寬度調變(PWM)控制器401會將修正后的三相電壓命令(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)與三角載波互相比較，以產生用來控制開關元件400的切換的工作周期信號(T_a1*,T_b1*,T_c1*),…,(T_an*,T_bn*,T_cn*)，藉此利用每臺逆變驅動器INV_1,…,INV_n各自的虛擬電抗裝置403所產生的補償三相電流(I_a1*,I_b1*,I_c1*),…,(I_an*,I_bn*,I_cn*)來對開關裝置400所輸出的過渡三相電流進行修正，使過渡三相電流的電流振蕩因虛擬電抗裝置403所形成的虛擬電抗單元而減少，進而類似于提升實體電抗裝置402的電流振蕩抑制效果，且藉由環(huán)流抑制裝置根據并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流量對應產生修正的三相電壓命令(V_a1*’,V_b1*’,V_c1*’),…,(V_an*’,V_bn*’,V_cn*’)，以抑制并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流。

綜上所述，本發(fā)明提供一種環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)，利用虛擬電抗裝置接收每臺逆變驅動器實際使用的實體電抗裝置所產生的抑制三相電流，并根據馬達阻抗以及由虛擬電抗單元與實體電抗裝置所產生 的理想電抗值而產生補償三相電流，以對應使開關裝置所輸出的過渡三相電流進行修正，藉此使開關裝置的輸出端形成具有虛擬電抗單元的電抗值并與實體電抗裝置共同抑制過渡三相電流的電流振蕩，以類似于提升實體電抗裝置的電流振蕩抑制效果，如此一來，本發(fā)明的并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的每一逆變驅動器便可使用電抗值較小的實體電抗裝置，故可使并聯(lián)式逆變器驅動器系統(tǒng)的成本降低并縮小體積。此外，本發(fā)明的環(huán)流與電流振蕩的抑制方法及并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)更利用一環(huán)流抑制裝置根據并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)的環(huán)流及/或零序電流量產生修正的三相電壓命令，如此一來，便可有效地抑制并聯(lián)式逆變驅動系統(tǒng)中的環(huán)流及零序電流。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。