[發明專利]dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器及控制方法

有效

• 申請號: 201110201101.1
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102255541A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 吳浩偉;徐正喜;柳彬;蔡凱
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

1.一種dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器，其特征在于：包括功率變換電路(2)、LC濾波電路(3)、電壓檢測電路(4)和數字控制電路(5)，所述功率變換電路(2)的功率輸入端與外部直流電源(1)的輸出端相連，功率變換電路(2)的輸出端與LC濾波電路(3)的輸入端相連，LC濾波電路(3)的輸出端與電壓檢測電路(4)的輸入端相連，電壓檢測電路(4)的輸出端與數字控制電路(5)的輸入端相連，數字控制電路(5)的輸出端與功率變換電路(2)的驅動信號輸入端相連。

2.如權利要求1所述的dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器，其特征在于：所述數字控制電路(5)包括數字控制器，所述數字控制器包括虛擬化運算器(501)、dq變換矩陣(502)、第一減法器(503)、第二減法器(504)、第一PI調節器(505)、第PI調節器(506)和反dq變換運算器(507)，所述虛擬化運算器(501)經dq變換矩陣(502)分別與第一減法器(503)和第二減法器(504)相連，第一減法器(503)和第二減法器(504)分別經第一PI調節器(505)和第PI調節器(506)與反dq變換運算器(507)相連。

3.如權利要求2所述的dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器，其特征在于：所述數字控制電路(5)用于：將采集到的當前輸出電壓Ua(k)送入虛擬化運算器(501)計算得到變量Ub(k)、Uc(k)，再將變量Ua(k)、Ub(k)、Uc(k)送到dq變換矩陣(502)計算得到變量Ud(k)、Uq(k)，將Ud(k)送到第一減法器(503)的“-”號端，d軸指令值Udref送到第一減法器(503)的“+”號端，計算得到變量Ek₁，將Ek₁送入第一PI調節器(505)計算得到d軸調節變量Udo(k)；將Uq(k)送到第二減法器(504)的“-”號端，q軸指令值Uqref送到第二減法器(504)的“+”號端，計算得到變量Ek₂，將Ek₂送入第二PI調節器(506)計算得到q軸坐標調節變量Uqo(k)；將變量Udo(k)和變量Uqo(k)送到反dq變換運算器(507)計算得到反饋控制變量Uk，數字控制器根據Uk產生對應的PWM驅動信號，控制功率變換電路(2)輸出相應的電壓波形。

4.如權利要求2或3所述的dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器，其特征在于：所述數字控制器采用數字信號處理器DSP、單片機或者現場可編程門陣列FPGA。

5.如權利要求2或3所述的dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器，其特征在于：所述功率變換電路(2)采用單相全橋或單相半橋的逆變器拓撲結構。

6.一種dq坐標系下瞬時控制的單相逆變器的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

A、從直流電源(1)輸出的直流電由功率變換電路(2)逆變，再經過LC濾波電路(3)后形成交流正弦電壓波形，電壓檢測電路(4)檢測LC濾波電路(3)的輸出電壓Uo，形成檢測信號Ua；

B、數字控制電路(5)采樣檢測信號Ua，在數字控制器中得到采樣信號Ua(k)，并通過在數字控制器中運算的虛擬化運算器(501)、dq變換矩陣(502)、減法器、PI調節器和反dq變換運算器，計算得到反饋控制變量Uk，數字控制器根據Uk產生對應的PWM驅動信號，控制功率變換電路(2)輸出相應的電壓波形，完成反饋控制過程。