[發明專利]應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201811251446.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109728741B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 林孟誼;小西義弘;楊宗振
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

本公開提供一種應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制方法，包括：通過第一乘法器，將線電容電壓實際值與正弦函數相乘，以產生第一電壓；通過第一濾波器，提取第一電壓的直流部分，以產生誤差直流成份；通過第一減法器，將目標電壓振幅與誤差直流成份相減，以產生第二電壓；通過第一比例積分控制器，調整第二電壓，以產生一振幅誤差補償值；以及通過加法器，將振幅誤差補償值與目標電壓振幅相加，以產生一振幅參考值。此外，本公開也提供一種應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制裝置。

技術領域

本公開是關于一種電壓平衡控制方法及裝置，特別是指一種應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制方法及裝置。

背景技術

現今，電源系統可分為三相電源及單相電源，若規格符合，可將單相負載接至三相電源，以節省單相電源的制作成本，但會造成三相電源間相與相之間的不平衡。三相直交流轉換器常應用于再生能源獨立系統或不間斷電源供應系統，且三相直交流轉換器的輸出電壓需具高品質特性，但輸出電壓的品質會因負載不平衡而受影響，例如，輸出端的電感制作誤差造成輸出阻抗不匹配，考量由三相負載轉為單相負載或當三相直交流轉換器負載有變化時的情況。

此外，在已知技術中，使用直軸(d軸)交軸(q軸)正負零相序轉換控制法，此控制法由于無電流回授控制輸出電壓，因此動態響應不佳。另外，有前案提出使用比例諧振控制器(Proportional Resonant Controller)來達到電壓平衡控制，然而，此控制方法必需在輸出端加裝感測器元件以取得負載電流，因此無法使平衡效果達到最佳。

因此，如何有效地改善上述已知技術的問題，于負載平衡時，有效地降低輸出電壓與控制誤差，進而使整體系統的性能提升，實已成為本領域技術人員的一大課題。

公開內容

本公開提供一種應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制方法及裝置。

本公開應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制方法包括：通過一第一乘法器，將一線電容電壓實際值與一正弦函數相乘，以產生一第一電壓；通過一第一濾波器，提取第一電壓的直流部分，以產生一誤差直流成份；通過一第一減法器，將一目標電壓振幅與誤差直流成份相減，以產生一第二電壓；通過一第一比例積分控制器，調整第二電壓，以產生一振幅誤差補償值；以及通過一加法器，將振幅誤差補償值與目標電壓振幅相加，以產生一振幅參考值。

本公開應用于三相直交流轉換器的電壓平衡控制裝置為一芯片或具有芯片，并包括：一參考值調節器，用以輸出一新參考值，其中，將一回授值輸入至參考值調節器；一減法裝置，連接至參考值調節器的輸出端，并將新參考值與回授值相減；以及一電壓調節器，連接至減法裝置。

依據本公開的電壓平衡控制裝置，參考值調節器包括：一第一乘法器，用以輸出一第一電壓，其中，回授值及一正弦函數輸入至第一乘法器；一第一濾波器，連接至第一乘法器，用以提取第一電壓的直流部分，并輸出一誤差直流成份；一第一減法器，連接至第一濾波器，用以輸出一第二電壓，并將一目標電壓振幅與誤差直流成份相減；一第一比例積分控制器，連接至第一減法器，用以輸出一振幅誤差補償值及調整第二電壓；以及一加法器，連接至第一比例積分控制器，用以輸出一振幅參考值，并將振幅誤差補償值與目標電壓振幅相加。

依據本公開的電壓平衡控制裝置，參考值調節器還包括：一第二乘法器，用以輸出一第三電壓，其中，回授值及一余弦函數輸入至第二乘法器；一第二濾波器，連接至第二乘法器，用以提取第三電壓的相位部分，并輸出一相位誤差成份；一第二比例積分控制器，連接至第二濾波器，用以輸出一相位誤差補償值及調整相位誤差成份；一第二減法器，連接至第二比例積分控制器，用以輸出一相位參考值，及將一目標電壓相位與相位誤差補償值相減；以及一正弦波產生器，連接至第二減法器，用以輸出一正弦波值，其中，相位參考值輸入至正弦波產生器。

依據本公開的電壓平衡控制裝置，參考值調節器還包括：一第三乘法器，用以輸出新參考值，其中，振幅參考值及正弦波值輸入至第三乘法器。