[發明專利]輸出直流分量主動控制逆變器及其控制方法

無效

• 申請號: 200910028348.0
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101567638A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 鄧翔;龔春英
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M7/5395
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明涉及一種主動控制逆變器及其控制方法，尤其涉及一種輸出直流分量主動控制逆變器及其控制方法。

背景技術

在現代生產生活中，隨著電力電子技術的發展，逆變技術被廣泛地應用于各種電力電子系統供電設備，以滿足用電負載對供電質量的各類要求。作為理想交流供電電源的逆變電路的輸出電壓應為正弦波，不含有直流分量。但實際上，由于逆變器控制電路中運算放大器的零點漂移，開關管本身及其驅動電路不一致等原因會使逆變器輸出電壓產生直流分量。根據美國國家軍用標準MIL-STD-704E，逆變器輸出電壓為115V/400Hz時，輸出電壓的直流分量應小于±100mV。

在輸出帶低頻隔離變壓器的場合，如果直流分量超過一定值，就會造成隔離變壓器飽和，導致系統過流保護，甚至損壞功率器件。在輸出不帶低頻隔離變壓器的場合，直流分量將直接對負載供電。對于非線性負載，直流分量將會造成電流的嚴重不對稱，損壞負載。同時，在逆變器直接并聯系統中，由于逆變器各模塊間連線的阻抗很小，各模塊輸出電壓較小的直流分量差也會造成較大的直流環流，使逆變器各模塊不能均分負載，降低了并聯系統的可靠性。因此有必要找到減小或者消除逆變器輸出電壓直流分量的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷提出一種輸出直流分量主動控制逆變器及其控制方法。

本發明輸出直流分量主動控制逆變器，其特征在于包括直流分量采樣電路、直流分量調節電路、電壓環、電流采樣電路、電流環、PWM驅動電路、DC-AC逆變器、電壓采樣電路和電源，其中DC-AC逆變器的輸出端分別接電流采樣電路的輸入端、電壓采樣電路的輸入端和直流分量采樣電路的輸入端，直流分量采樣電路的輸出端接直流分量調節電路的輸入端，電壓采樣電路的輸出端和直流分量調節電路的輸出端分別接電壓環的輸入端，電壓環的輸出端和電流采樣電路的輸出端分別接電流環的輸入端，電流環的輸出端串接PWM驅動電路后接DC-AC逆變器的輸入端，電源的輸出端接DC-AC逆變器的輸入端。

所述的輸出直流分量主動控制逆變器的控制方法，其特征在于，將DC-AC逆變器的輸出電壓V_o經過直流分量采樣電路得到直流分量電壓V_d1，將直流分量電壓V_d1經過直流分量調節電路得到調節電壓V_d2，將DC-AC逆變器的輸出電壓V_o經過電壓采樣電路得到采樣電壓V_f，將所述調節電壓V_d2、采樣電壓V_f和給定基準電壓V_ref經過電壓環得到電壓誤差信號V_e，采用電流采樣電路采樣DC-AC逆變器的輸出電流得到采樣電流，將所述電壓誤差信號V_e和采樣電流依次經過電流環、PWM驅動電路得到PWM驅動信號輸出至DC-AC逆變器。

本發明提出直接檢測到輸出電壓有直流分量，對直流分量進行直接控制，通過在電壓環的基準電壓上加一個與輸出電壓直流偏置方向相反的電壓來消除輸出電壓的直流分量，所以不受其他部分電路比如基準正弦電壓中本來存在的直流分量，逆變器功率開關管導通時間或器件參數的不一致性的影響，實現了直流分量的精確檢測與主動控制。

附圖說明

圖1：本發明整體結構圖；

圖2：(a)是為115V輸出逆變器系統未采用本發明時的直流分量波形和輸出電壓波形狀仿真結果圖；

(b)是115V輸出逆變器系統采用了本發明時的直流分量波形和輸出電壓波形狀仿真結果圖。

具體實施方式

如圖1所示。本發明輸出直流分量主動控制逆變器，其特征在于包括直流分量采樣電路1、直流分量調節電路2、電壓環3、電流采樣電路4、電流環5、PWM驅動電路6、DC-AC逆變器7、電壓采樣電路8和電源，其中DC-AC逆變器7的輸出端分別接電流采樣電路4的輸入端、電壓采樣電路8的輸入端和直流分量采樣電路1的輸入端，直流分量采樣電路1的輸出端接直流分量調節電路2的輸入端，電壓采樣電路8的輸出端和直流分量調節電路2的輸出端分別接電壓環3的輸入端，電壓環3的輸出端和電流采樣電路4的輸出端分別接電流環5的輸入端，電流環5的輸出端串接PWM驅動電路6后接DC-AC逆變器7的輸入端，電源的輸出端接DC-AC逆變器7的輸入端。