[發(fā)明專利]一種新型三相逆變器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310626230.4
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104682759A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 費浚純
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02H7/122
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種逆變技術(shù)，具體的說是數(shù)字化控制的新型三相逆變器。

背景技術(shù)

逆變器（Inverter）就是一種將低壓（12或24伏或48伏）直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。所謂整流就是將交流電通過轉(zhuǎn)化變?yōu)橹绷麟姡┲绷饔秒娫O(shè)備使用，與之對應(yīng)的，逆變就是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，供交流用電設(shè)備使用。通常將具有整流功能的設(shè)備叫做整流設(shè)備或者整流器，而將具有逆變功能的設(shè)備稱為逆變設(shè)備或者逆變器。

逆變技術(shù)是建立在電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、半導(dǎo)體器件技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)和脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)上的一門綜合性實用技術(shù)。逆變理論的研究和應(yīng)用是逆變技術(shù)發(fā)展的根本原因。逆變器的產(chǎn)生，使得直流電向交流電轉(zhuǎn)換成為了可能。在現(xiàn)有的電源形式中，干電池、蓄電池和太陽能電池等各種形式的直流電源，當這些電源向交流負載提供電能時，就需要逆變器。在交流電動機的調(diào)速器、不間斷的供電電源、通過感應(yīng)加熱的電源等電力電子裝置中，其核心都是逆變電路。此外，隨著小型逆變器的產(chǎn)生，使得各種小型的用電設(shè)備，如筆記本電腦、數(shù)碼相機、手機等電器的交流用電得到可靠的保障。在新型能源的開發(fā)和應(yīng)用行業(yè)，逆變器更是必不可少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字化控制的新型三相逆變器。本發(fā)明的目的還在于提供一種新型逆變器的控制方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種新型三相逆變器，其組成包括：硬件結(jié)構(gòu)，電壓和電流采樣模塊，信號轉(zhuǎn)化模塊，調(diào)理電路，A/D轉(zhuǎn)換模塊，保護電路。其中保護電路保證過壓、過流、欠壓情況，能有效保護電路和負載。

所述的一種三相逆變器，其特征在于軟件部分主要包括系統(tǒng)初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產(chǎn)生程序和PI控制參數(shù)設(shè)計算法程序，系統(tǒng)初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調(diào)節(jié)，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發(fā)生，對于檢測不合格的采樣信號，系統(tǒng)不進行PI調(diào)節(jié)和PWM的發(fā)生，而進行故障處理。

三相逆變器的硬件結(jié)構(gòu)框圖如附圖1所示，輸出的電壓和電容電流經(jīng)過采樣，轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)過調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為TMS320F2812可接受的電平，送到TMS320F2812的A/D轉(zhuǎn)換模塊。設(shè)定需要輸出的電壓值，由SCI模塊與DSP實現(xiàn)通訊。基準電壓與采樣所得的輸出電壓進行比較后經(jīng)過PI控制調(diào)節(jié)，作為電流環(huán)的基準，電流環(huán)基準與電流采樣的電容電流進行比較后經(jīng)過P調(diào)節(jié)控制，作為正弦調(diào)制波送入到全比較器，與高頻三角載波進行比較，產(chǎn)生的PWM信號由PWM出口送至驅(qū)動電路，驅(qū)動三相逆變器的IGBT通斷。保護電路為了保證過壓、過流、欠壓情況下有效保護電路和負載。

本發(fā)明的控制方法主要包括：系統(tǒng)初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產(chǎn)生程序和PI控制參數(shù)設(shè)計算法程序等，軟件總體設(shè)計流程如圖2所示。由流程圖可以清晰的得出，系統(tǒng)初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調(diào)節(jié)，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發(fā)生；對于檢測不合格的采樣信號，系統(tǒng)不進行PI調(diào)節(jié)和PWM的發(fā)生，而進行故障處理。對于PI參數(shù)設(shè)計，采用的是增量式的PI控制參數(shù)設(shè)計算法，這種控制算法是根據(jù)采樣時刻的偏差值來進行控制量的計算，電壓和電流采樣電路采集的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路的濾波和調(diào)理之后送到DSP，數(shù)據(jù)經(jīng)過與輸入值的對比后進行數(shù)字PI的運算，從而實現(xiàn)對輸出電壓的控制和調(diào)節(jié)，增量式的PI控制算法的流程圖如圖3所示。

由流程圖得系統(tǒng)的控制參數(shù)q0，q1，設(shè)初始值en=0，讀入采樣的數(shù)值Cn，然后計算偏差值en=Rn-Cn，并且計算控制量，下一時刻的偏差值為上一時刻的偏差值的初值。

本發(fā)明的優(yōu)點和效果：

1.采用SPWM控制方式來產(chǎn)生控制IGBT功率開關(guān)狀態(tài)的脈沖，SPWM控制技術(shù)具有動態(tài)性能好，效率高，諧波少等特點，能夠顯著改善三相逆變器輸出波形。

2.采用電容電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制，能夠改善三相逆變器的負載性能，電壓跟隨性能變好，當負載特性改變時，不會引起大的電壓變化。

3.采用基于連續(xù)域的控制參數(shù)的設(shè)計，對電容電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)進行等效簡化，便于計算。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的軟件總體設(shè)計流程；

圖3為本發(fā)明的增量式的PI控制算法的流程圖。

具體實施方式