[實用新型]基于單相SVPWM的高頻逆變器控制系統

無效

• 申請號: 201120002440.2
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN201937496U
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 余曉東
• 申請（專利權）人: 安徽長遠綠色能源有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 王挺

技術領域

本實用新型涉及光伏并網逆變器領域，具體涉及一種基于單相SVPWM的高頻逆變器控制系統。

背景技術

太陽能光伏發電屬于清潔的可再生能源，發展并廣泛應用光伏發電技術對于緩解常規能源的短缺和減少環境污染具有重要作用。并網逆變器用于將太陽能電池發出的直流電轉化成交流電并與電網并網發電，在新能源的開發和利用方面有著至關重要的地位。目前國內以離網型逆變器為主，而已有的離網型逆變器大多采用PWM脈寬調制輸出，此種方法產生的波形中含有較大的諧波分量，不僅增大了損耗，而且還會降低用電設備的使用壽命，因此亟待改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于單相SVPWM的高頻逆變器控制系統，本控制系統的直流電壓利用率高，諧波抑制效果好。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種基于單相SVPWM的高頻逆變器控制系統，其特征在于包括如下部分：

逆變器主電路，用于將太陽能電池輸出的直流電壓和電流信號轉換成按正弦規律變化的交流信號；

濾波電路，用于將上述交流信號濾波后輸送給電網；

檢測電路，用于采集濾波電路輸出端的交流信號，并將采集到的交流信號轉換為適合數字信號處理器處理的數字信號，并將此數字信號輸出給數字信號處理器；

數字信號處理器，用于接收檢測電路發送來的數字信號，并將收到的數字信號與期望逆變器主電路輸出的信號作比較，并產生單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形的控制信號以傳送給驅動電路；

驅動電路，用于接收數字信號處理器傳來的單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形并將此單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形發送給逆變器主電路。

本實用新型還可以通過以下技術措施得以進一步實現：

所述的交流信號為正弦波電壓信號，檢測電路為電壓傳感器。

所述的逆變器主電路為由四個功率開關管S1、S2、S3和S4所組成的全橋電路。

所述的濾波電路為LC濾波電路。

由上述技術方案可知，本控制系統通過全橋電路輸出交流信號，并通過LC濾波電路濾波以得到交流正弦波電壓，利用電壓傳感器檢測此交流正弦波電壓，并將檢測結果作為電壓環信號送入數字信號處理器中，數字信號處理器將單相電壓空間矢量通過旋轉坐標軸變換得到單相電壓矢量，利用伏秒平衡的原理可計算出0～π和π～2π區間內的PWM作用時間，也就將離散逆變輸出電壓的矢量對期望的電壓矢量線性擬合，同時定義期望輸出電壓的矢量模與逆變輸出電壓的矢量模比值為單相逆變系統的電壓調制比，并產生單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形的控制信號以傳送給驅動電路；驅動電路再將此單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形發送給逆變器主電路，以驅動全橋電路的上下開關管，達到調整輸出電壓的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統框圖；

圖2是坐標旋轉變換后單相電壓矢量圖。

具體實施方式

如圖1所示，本控制系統包括如下部分：

逆變器主電路10為四個功率開關管S1、S2、S3和S4組成的全橋電路，其用于將太陽能電池輸出的直流電壓和電流信號轉換成按正弦規律變化的交流信號；

濾波電路為由濾波電感L1和濾波電容C2構成的LC濾波電路，用于將上述交流信號濾波后輸送給電網；

檢測電路為電壓傳感器VT1，用于采集LC濾波電路輸出端的交流信號，并將采集到的交流信號轉換為適合數字信號處理器M處理的數字信號，并將此數字信號輸出給數字信號處理器M；

數字信號處理器M，用于接收電壓傳感器VT1發送來的數字信號，并將收到的數字信號與期望逆變器主電路10輸出的信號作比較，并產生單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形的控制信號以傳送給驅動電路D1、D2；

驅動電路D1、D2，用于接收數字信號處理器M傳來的單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形并將此單相空間矢量脈寬調制SVPWM波形發送給逆變器主電路10，以起到隔離前后信號的作用。

下面結合圖1、2說明本實用新型的工作原理：

圖1給出了全橋電路的拓撲結構圖，每個橋臂對直流電壓參考點N的輸出電壓VaN，VbN均有兩種電壓值，即VDC或0，因此全橋電路的交流側輸出電壓矢量為：Vab＝VaN-VbN。

圖1中的上下管為互補模式，則：

當S1＝0，S4＝0時，VaN＝0，VbN＝0，Vab＝0；

當S1＝0，S4＝1時，VaN＝0，VbN＝VDC，Vab＝-VDC；