[發明專利]一種混合PWM調制切換裝置及方法

有效

• 申請號: 201410143225.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103944183A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 徐德鴻;張揚帆;嚴成;鄒莘劍;何國鋒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5395
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種混合PWM調制切換裝置，其針對于三電平并網逆變器，包括：采樣控制電路（1）和調制方式切換電路（2）；采樣控制電路（1）用于并網電流的采樣調理、電網電壓的采樣調理、dq坐標變換、并網電流環路的調節和PLL鎖相模塊；調制方式切換電路（2）用于特定諧波消除PWM調制法驅動信號的產生、空間矢量PWM調制法驅動信號的產生、電網電壓低電壓故障檢測和根據當前電網電壓狀態選擇不同PWM調制方法驅動信號作為逆變器開關管的驅動信號；

所述的采樣控制電路（1）包括并網電流采樣調理電路（101）、電網電壓采樣調理電路（102）、dq坐標變換模塊（103）、電流調節器模塊（104）和PLL鎖相模塊（105）；并網電流采樣調理電路（101）的輸入端連接并網側的霍爾電流傳感器，并網電流采樣調理電路（101）的輸出信號為采樣調理后的A相并網電流i_a、B相并網電流i_b和C相并網電流i_c，并網電流采樣調理電路（101）的輸出端連接dq坐標變換模塊（103）的輸入端，dq坐標變換模塊（103）的輸出信號為坐標變換后的d軸并網電流i_d和q軸并網電流i_q，dq坐標變換模塊（103）的兩個輸出端分別連接電流調節器（104）的兩個輸入端，電流調節器（104）的另外兩個輸入端分別輸入電流環的d軸參考并網電流i_d^*和q軸參考并網電流i_q^*，電流調節器（103）的輸出是d軸參考調制信號u_d^*和q軸參考調制信號u_q^*；電網電壓采樣調理電路（102）的輸入端連接電網側，電網電壓采樣調理電路（102）的輸出信號為采樣調理后的A相電網電壓u_ga、B相電網電壓u_gb和C相電網電壓u_gc，電網電壓采樣調理電路（102）的輸出端連接PLL鎖相模塊（105）的輸入端，PLL鎖相模塊（105）的輸出是電網電壓鎖相角度θ_g；

所述的調制方式切換電路（2）包括特定諧波消除PWM驅動信號發生器（201）、空間矢量PWM驅動信號發生器（202）、低電壓故障檢測器（203）和選擇器（204），其特征在于：特定諧波消除PWM驅動信號發生器（201）的兩個輸入端分別連接電流調節器（104）的輸出端，特定諧波消除PWM驅動信號發生器（201）的輸入信號為d軸參考調制信號u_d^*和q軸參考調制信號u_q^*，特定諧波消除PWM驅動信號發生器（201）的輸出端連接選擇器（204）的0腳輸入端，特定諧波消除PWM驅動信號發生器（201）的輸出信號為特定諧波消除PWM調制法的驅動信號；空間矢量PWM驅動信號發生器（202）的兩個輸入端分別連接電流調節器（104）的輸出端，空間矢量PWM驅動信號發生器（202）的輸入信號分別為d軸參考調制信號u_d^*和q軸參考調制信號u_q^*，空間矢量PWM驅動信號發生器（202）的輸出端連接選擇器（204）的1腳輸入端，空間矢量PWM驅動信號發生器（202）的輸出信號為空間矢量PWM調制法的驅動信號；低電壓故障檢測器（203）的三個輸入端分別連接電網電壓采樣調理電路（102）的輸出端，低電壓故障檢測器（203）的輸入信號分別為采樣調理后的A相電網電壓u_ga、B相電網電壓u_gb和C相電網電壓u_gc，低電壓故障檢測器（203）的輸出端連接選擇器（204）的sel選擇輸入端，低電壓故障檢測器（203）的輸出信號為電網低電壓故障信號；選擇器（204）的輸出端信號為混合PWM調制方法的開關管驅動信號，用于驅動主電路的開關管。

2.一種使用如權利要求1所述裝置的混合PWM調制切換方法，其特征在于：

根據當前電網電壓狀態來選擇不同PWM調制方式。在初始穩態時電網電壓正常，低電壓故障檢測器（203）輸出的低電壓故障信號為低電平，控制選擇器（204）選擇0腳輸入端的信號作為輸出信號，即選擇特定諧波消除PWM的驅動信號作為開關管的驅動信號，以獲得更好的穩態性能；當電網出現低電壓故障時，低電壓故障檢測器（203）輸出的低電壓故障信號由低電平切換為高電平，控制選擇器（204）選擇1腳輸入端的信號作為輸出信號，即選擇空間矢量PWM的驅動信號作為開關管的驅動信號，從而快速的完成由特定諧波消除法（SHEPWM）到空間矢量調制法（SVPWM）的切換，以滿足系統對低電壓穿越的動態要求；當電網低電壓故障消失時，低電壓故障檢測器（203）輸出的低電壓故障信號由高電平切換為低電平，控制選擇器（204）選擇0腳輸入端的信號作為輸出信號，即選擇特定諧波消除PWM的驅動信號作為開關管的驅動信號，從而快速的完成由空間矢量調制法（SVPWM）到特定諧波消除法（SHEPWM）的切換，以獲得更好的穩態性能，從而實現混合PWM調制切換。