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1、(10)申请公布号 CN 102480243 A (43)申请公布日 2012.05.30 C N 1 0 2 4 8 0 2 4 3 A *CN102480243A* (21)申请号 201010577832.1 (22)申请日 2010.11.29 H02M 7/5387(2007.01) H02M 1/14(2006.01) (71)申请人比亚迪股份有限公司 地址 518118 广东省深圳市坪山新区比亚迪 路3009号 (72)发明人夏田 刘宏亮 肖力龙 (74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事 务所(普通合伙) 11201 代理人张大威 (54) 发明名称 用于三相或单相逆变器的直。
2、流分量控制方法 及系统 (57) 摘要 本发明提出一种用于三相或单相逆变器的直 流分量控制方法和系统。其中,用于三相逆变器的 方法包括:检测三相逆变器的输出电压及其直流 分量;对直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转 换以获得直流分量在旋转坐标之上的分量;根据 直流分量在旋转坐标之上的分量及直流电压给定 值计算直流电压调整值;根据直流电压调整值和 参考输出电压计算电压给定值;根据电压给定值 和三相逆变器的输出电压计算三相逆变器的输出 调整电压;对三相逆变器的输出调整电压进行旋 转坐标至静止坐标的转换并进行PWM调制以获得 三相逆变器的驱动信号;和根据驱动信号对三相 逆变器进行驱动控制。本发明可以有。
3、效地降低逆 变器输出电压中的直流分量,以适应负载需要。 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书8页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 8 页 附图 7 页 1/4页 2 1.一种用于三相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 检测所述三相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量; 对所述输出电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得所述直流分量在 所述旋转坐标之上的分量; 根据所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量及直流电压给定值计算直流电压调整 值; 根据所述直流电压调整值和所述三相逆变器的参考输出电压。
4、计算所述三相逆变器的 电压给定值; 根据所述电压给定值和所述三相逆变器的输出电压计算所述三相逆变器的输出调整 电压; 对所述三相逆变器的输出调整电压进行所述旋转坐标至所述静止坐标的转换并进行 脉冲宽度调制PWM调制以获得所述三相逆变器的驱动信号;和 根据所述三相逆变器的驱动信号对所述三相逆变器进行驱动控制。 2.如权利要求1所述的用于三相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,所述直流 电压给定值为零。 3.如权利要求1所述的用于三相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,通过低通 滤波器检测所述三相逆变器输出电压的直流分量。 4.一种用于三相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,包括: 三相逆变。
5、器; 检测模块,用于检测所述三相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量; 控制器,用于对所述输出电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得所述 直流分量在所述旋转坐标之上的分量,并根据所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量及 直流电压给定值计算直流电压调整值,以及根据所述直流电压调整值和所述三相逆变器的 参考输出电压计算所述三相逆变器的电压给定值,和根据所述电压给定值和所述三相逆变 器的输出电压计算所述三相逆变器的输出调整电压,以及对所述三相逆变器的输出调整电 压进行所述旋转坐标至所述静止坐标的转换并进行脉冲宽度调制PWM调制以获得所述三 相逆变器的驱动信号;和 驱动模块,用于根据所述控。
6、制器获得的三相逆变器的驱动信号对所述三相逆变器进行 驱动控制。 5.如权利要求4所述的用于三相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述直流 电压给定值为零。 6.如权利要求4所述的用于三相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述检测 模块为低通滤波器。 7.如权利要求4所述的用于三相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述控制 器包括: 第一转换模块,用于对所述输出电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获 得所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量; 直流控制器,用于根据所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量及直流电压给定值计 算直流电压调整值,以及根据所述直流电压调整和所述三相逆变器的。
7、参考输出电压计算所 权 利 要 求 书CN 102480243 A 2/4页 3 述三相逆变器的电压给定值; 逆变控制器,用于根据所述电压给定值和所述三相逆变器的输出电压计算所述三相逆 变器的输出调整电压; 第二转换模块,用于对所述三相逆变器的输出调整电压进行所述旋转坐标至所述静止 坐标的转换; 脉冲宽度调制PWM调制模块,用于对转换后的输出调整电压进行PWM调制以获得所述 三相逆变器的驱动信号。 8.一种用于单相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 根据所述单相逆变器的结构构造三相逆变器的结构,并将所述单相逆变器作为所述三 相逆变器中的第一相; 检测所述单相逆变器的输出电压及。
8、所述输出电压的直流分量,并将其作为所述第一相 的第一输出电压及所述第一输出电压的第一直流分量; 根据所述构造的三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述三相逆变 器中第二相的第二输出电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二 直流分量和第三输出电压的第三直流分量设为零; 对所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换 以获得所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量; 根据所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量及 所述第一相的第一直流电压给定值、所述第二相的第二直流电压给定值和所述第三相。
9、的第 三直流电压给定值计算所述第一相的第一直流电压调整值,所述第二相的第二直流电压调 整值和所述第三相的第三直流电压调整值; 根据所述第一直流电压调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压调整值,以及所 述三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电压分别计算所述 第一相的第一电压给定值、所述第二相的第二电压给定值和所述第三相的第三电压给定 值; 根据所述第一电压给定值、第二电压给定值和第三电压给定值,以及所述第一输出电 压、第二输出电压和第三输出电压计算所述第一相的第一输出调整电压、所述第二相的第 二输出调整电压和所述第三相的第三输出调整电压; 对所述第一输出调整电压、第二输。
10、出调整电压和第三输出调整电压进行所述旋转坐标 至所述静止坐标的转换并进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第二相的 第二驱动信号和所述第三相的第三驱动信号;和 根据所述第一驱动信号对所述单相逆变器进行驱动控制。 9.如权利要求8所述的用于单相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,所述第一 直流电压给定值、所述第二直流电压给定值和所述第三直流电压给定值均为零。 10.如权利要求8所述的用于单相逆变器的直流分量控制方法,其特征在于,还包括: 根据所述第二驱动信号和第三驱动信号计算所述第二相的输出电压和所述第三相的 输出电压。 11.如权利要求8所述的用于单相逆变器的直流分量控制方法,其。
11、特征在于,通过低通 滤波器检测所述三相逆变器输出电压的直流分量。 权 利 要 求 书CN 102480243 A 3/4页 4 12.一种用于单相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,包括: 单相逆变器; 检测模块,用于检测所述单相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量; 控制器,被配置为用以执行以下功能: 用于保存根据所述单相逆变器的结构构造的三相逆变器的结构,其中,所述单相逆变 器为所述三相逆变器中的第一相; 用于将所述检测模块检测的所述单相逆变器的输出电压和输出电压的直流分量作为 所述第一相的第一输出电压及所述第一输出电压的第一直流分量,以及根据所述构造的三 相逆变器的结构及所述第一相。
12、的第一输出电压计算所述三相逆变器中第二相的第二输出 电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二直流分量和第三输出电 压的第三直流分量设为零; 用于对所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静止坐标至旋转坐标 的转换以获得所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分 量,以及根据所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分 量及所述第一相的第一直流电压给定值、所述第二相的第二直流电压给定值和所述第三相 的第三直流电压给定值计算所述第一相的第一直流电压调整值,所述第二相的第二直流电 压调整值和所述第三相的第三直流电压调整值; 用于。
13、根据所述第一直流电压调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压调整值,以 及所述三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电压分别计算 所述第一相的第一电压给定值、所述第二相的第二电压给定值和所述第三相的第三电压给 定值; 用于根据所述第一电压给定值、第二电压给定值和第三电压给定值,以及所述第一输 出电压、第二输出电压和第三输出电压计算所述第一相的第一输出调整电压、所述第二相 的第二输出调整电压和所述第三相的第三输出调整电压; 用于对所述第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行所述旋转 坐标至所述静止坐标的转换并进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述。
14、第二 相的第二驱动信号和所述第三相的第三驱动信号;和 驱动模块,用于根据所述第一驱动信号对所述单相逆变器进行驱动控制。 13.如权利要求12所述的用于单相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述第 一直流电压给定值、所述第二直流电压给定值和所述第三直流电压给定值均为零。 14.如权利要求12所述的用于单相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述控 制器还用于根据所述第二驱动信号和第三驱动信号计算所述第二相的输出电压和所述第 三相的输出电压。 15.如权利要求12所述的用于单相逆变器的直流分量控制系统,其特征在于,所述检 测模块为低通滤波器。 16.如权利要求12所述的用于单相逆变器的直流分。
15、量控制系统,其特征在于,所述控 制器包括: 输出计算模块,用于将所述检测模块检测的所述单相逆变器的输出电压和输出电压的 直流分量作为所述第一相的第一输出电压及所述第一输出电压的第一直流分量,以及根据 权 利 要 求 书CN 102480243 A 4/4页 5 所述构造的三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述三相逆变器中第二 相的第二输出电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二直流分量 和第三输出电压的第三直流分量设为零; 第一转换模块,用于对所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静止坐 标至旋转坐标的转换以获得所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分。
16、量在所述旋转 坐标之上的分量; 直流控制器,用于根据所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转 坐标之上的分量及所述第一相的第一直流电压给定值、所述第二相的第二直流电压给定值 和所述第三相的第三直流电压给定值计算所述第一相的第一直流电压调整值,所述第二相 的第二直流电压调整值和所述第三相的第三直流电压调整值,以及根据所述第一直流电压 调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压调整值,以及所述三相逆变器的第一参考输 出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电压分别计算所述第一相的第一电压给定值、 所述第二相的第二电压给定值和所述第三相的第三电压给定值; 逆变控制器,用于根据所述第一电压给。
17、定值、第二电压给定值和第三电压给定值,以及 所述第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压计算所述第一相的第一输出调整电压、 所述第二相的第二输出调整电压和所述第三相的第三输出调整电压; 第二转换模块,用于对所述第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电 压进行所述旋转坐标至所述静止坐标的转换;和 PWM调制模块,用于对转换后的第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整 电压进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第二相的第二驱动信号和所述 第三相的第三驱动信号。 权 利 要 求 书CN 102480243 A 1/8页 6 用于三相或单相逆变器的直流分量控制方法及系统 。
18、技术领域 0001 本发明涉及电气制造技术领域,特别涉及一种用于三相或单相逆变器的直流分量 控制方法及系统。 背景技术 0002 正弦波逆变器广泛应用于不间断供电电源(UPS)、变频器等领域中,所带负载的种 类日趋多样化,这就要求逆变器的输出应该是纯净的正弦波,而不应该含有直流分量等其 它成分。发明人在对现有技术的研究和实践过程中发现:逆变器由于BUS电压不平衡、采 样不准确、电路参数偏差等原因,直流分量的存在不可避免。如果不采取有效的措施进行抑 制,输出电压中的直流分量则有可能会对所供电的负载带来危害,比如感性负载如变压器 的“磁饱和”等,从而使得负载不能正常工作。因此如何消除输出电压中的直。
19、流分量成为了 亟待解决的问题。 发明内容 0003 本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一,特别是解决现有技术中无法消除 输出电压中直流分量的缺陷。 0004 为达到上述目的,本发明一方面提出一种用于三相逆变器的直流分量控制方法, 包括以下步骤:检测所述三相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量;对所述输出 电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得所述直流分量在所述旋转坐标之 上的分量;根据所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量及直流电压给定值计算直流电压 调整值;根据所述直流电压调整值和所述三相逆变器的参考输出电压计算所述三相逆变器 的电压给定值;根据所述电压给定值和所述三相逆变器。
20、的输出电压计算所述三相逆变器的 输出调整电压;对所述三相逆变器的输出调整电压进行所述旋转坐标至所述静止坐标的转 换并进行脉冲宽度调制PWM调制以获得所述三相逆变器的驱动信号;和根据所述三相逆变 器的驱动信号对所述三相逆变器进行驱动控制。 0005 本发明另一方面还提出了一种用于三相逆变器的直流分量控制系统,包括:三相 逆变器;检测模块,用于检测所述三相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量;控 制器,用于对所述输出电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得所述直流分 量在所述旋转坐标之上的分量,并根据所述直流分量在所述旋转坐标之上的分量及直流电 压给定值计算直流电压调整值,以及根据所述。
21、直流电压调整值和所述三相逆变器的参考输 出电压计算所述三相逆变器的电压给定值,和根据所述电压给定值和所述三相逆变器的输 出电压计算所述三相逆变器的输出调整电压,以及对所述三相逆变器的输出调整电压进行 所述旋转坐标至所述静止坐标的转换并进行脉冲宽度调制PWM调制以获得所述三相逆变 器的驱动信号;和驱动模块,用于根据所述控制器获得的三相逆变器的驱动信号对所述三 相逆变器进行驱动控制。 0006 本发明再一方面还提出了一种用于单相逆变器的直流分量控制方法,包括以下步 说 明 书CN 102480243 A 2/8页 7 骤:根据所述单相逆变器的结构构造三相逆变器的结构,并将所述单相逆变器作为所述三 。
22、相逆变器中的第一相;检测所述单相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量,并将 其作为所述第一相的第一输出电压及所述第一输出电压的第一直流分量;根据所述构造的 三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述三相逆变器中第二相的第二输 出电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二直流分量和第三输出 电压的第三直流分量设为零;对所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静 止坐标至旋转坐标的转换以获得所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述 旋转坐标之上的分量;根据所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转 坐标之上的分量及所述第一相的第一直流电压给。
23、定值、所述第二相的第二直流电压给定值 和所述第三相的第三直流电压给定值计算所述第一相的第一直流电压调整值,所述第二相 的第二直流电压调整值和所述第三相的第三直流电压调整值;根据所述第一直流电压调整 值、第二直流电压调整值和第三直流电压调整值,以及所述三相逆变器的第一参考输出电 压、第二参考输出电压和第三参考输出电压分别计算所述第一相的第一电压给定值、所述 第二相的第二电压给定值和所述第三相的第三电压给定值;根据所述第一电压给定值、第 二电压给定值和第三电压给定值,以及所述第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压 计算所述第一相的第一输出调整电压、所述第二相的第二输出调整电压和所述第三相的第 三。
24、输出调整电压;对所述第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行 所述旋转坐标至所述静止坐标的转换并进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、 所述第二相的第二驱动信号和所述第三相的第三驱动信号;和根据所述第一驱动信号对所 述单相逆变器进行驱动控制。 0007 本发明再一方面还提出了一种用于单相逆变器的直流分量控制系统,包括:单相 逆变器;检测模块,用于检测所述单相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量;控 制器,被配置为用以执行以下功能:用于保存根据所述单相逆变器的结构构造的三相逆变 器的结构,其中,所述单相逆变器为所述三相逆变器中的第一相;用于将所述检测模块检 测的所述单。
25、相逆变器的输出电压和输出电压的直流分量作为所述第一相的第一输出电压 及所述第一输出电压的第一直流分量,以及根据所述构造的三相逆变器的结构及所述第一 相的第一输出电压计算所述三相逆变器中第二相的第二输出电压,以及第三相的第三输出 电压,并将所述第二输出电压的第二直流分量和第三输出电压的第三直流分量设为零;用 于对所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以 获得所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量,以及 根据所述第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量及所述 第一相的第一直流电压给定值、所述第二相的第二直流电压。
26、给定值和所述第三相的第三直 流电压给定值计算所述第一相的第一直流电压调整值,所述第二相的第二直流电压调整值 和所述第三相的第三直流电压调整值;用于根据所述第一直流电压调整值、第二直流电压 调整值和第三直流电压调整值,以及所述三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出 电压和第三参考输出电压分别计算所述第一相的第一电压给定值、所述第二相的第二电压 给定值和所述第三相的第三电压给定值;用于根据所述第一电压给定值、第二电压给定值 和第三电压给定值,以及所述第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压计算所述第一 相的第一输出调整电压、所述第二相的第二输出调整电压和所述第三相的第三输出调整电 说 明 书C。
27、N 102480243 A 3/8页 8 压;用于对所述第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行所述旋转 坐标至所述静止坐标的转换并进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第二 相的第二驱动信号和所述第三相的第三驱动信号;和驱动模块,用于根据所述第一驱动信 号对所述单相逆变器进行驱动控制。 0008 本发明在通过空间矢量控制的方式控制逆变器输出电压中的直流分量,从而可以 有效地降低逆变器输出电压中的直流分量,以适应负载需要。并且本发明的直流分量矢量 控制可与目前的空间矢量控制方式结合使用,因此简单可靠,无需增加成本。 0009 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部。
28、分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0010 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解,其中: 0011 图1为现有技术中逆变器的控制方法示意图; 0012 图2为本发明实施例一的用于三相逆变器的直流分量控制方法流程图; 0013 图3为本发明实施例的二阶的低通滤波器示意图; 0014 图4为本发明实施例一的用于三相逆变器的直流分量控制系统结构图; 0015 图5为本发明实施例一的控制器结构图; 0016 图6为本发明实施例二的用于单相逆变器的直流分量控制方法流程图; 0017 图7为本发明实施例二构造的半。
29、桥三相逆变器的拓扑电路结构; 0018 图8为本发明实施例二的用于单相逆变器的直流分量控制系统结构图; 0019 图9为本发明实施例二的控制器结构图。 具体实施方式 0020 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。 0021 本发明的直流分量矢量控制方法可与现有的矢量控制方式相结合,为了能对本发 明有清楚的理解,以下对现有矢量控制方式进行简单介绍。空间矢量技术具有稳压精度高、 动态响应性能好等优点,其可将自身的。
30、电量关系,在d/q/0旋转坐标系中进行变换。因此其 自身的电压电流已不再是现实中的正弦交流量,而是在旋转坐标系下的直流分量。控制器 一般采用电流内环电压外环的双环控制结构,其中的电压和电流都是采用变换之后得到的 旋转坐标系中的直流分量,其结构如图1所示。但是在其他一些方式中可仅包括电压环,而 不包括电流环。本发明均可与这两种方式相结合。输出电压Ua、Ub、Uc和电感电流Ia、Ib、 Ic经过d/q/0旋转坐标系变换,得到电压、电流的d轴、q轴、0轴分量,并将它们分别作为 电压环和电流环的控制对象。 0022 另外,在本发明的实施例中本发明的直流分量控制方法不仅可以应用于三相逆变 器之中,也可应。
31、用在单相逆变器中。如果在单相逆变器中应用,则需要根据单相逆变器构造 虚拟的三相逆变器,这些将在后续的实施例之中进行详细的介绍。 说 明 书CN 102480243 A 4/8页 9 0023 实施例一, 0024 如图2所示,为本发明实施例一的用于三相逆变器的直流分量控制方法流程图, 包括以下步骤: 0025 步骤S201,检测三相逆变器的输出电压及输出电压的直流分量。设检测的三相逆 变器的输出电压为Ua、Ub、Uc,输出电压为Ua、Ub、Uc经过直流分量检测电路获得三相逆变 器输出电压的直流分量Uade、Ubde、Ucdc。在本发明的一个实施例中,通过截止频率约为 1Hz的二阶的低通滤波器检。
32、测所述三相逆变器输出电压的直流分量。如图3所示,为本发明 实施例的二阶的低通滤波器示意图。 0026 步骤S202,对输出电压的直流分量Uadc、Ubdc、Ucdc进行a/b/c静止坐标至d/q/0 旋转坐标的转换以获得直流分量在所述旋转坐标之上的分量Udde、Uqdc、U0de。具体地,将 得到滤波之后的电压直流分量Uadc、Ubdc、Uedc进行d/q/0旋转坐标系变换。dq0变换矩 阵如下: 0027 0028 步骤S203,根据直流分量在d/q/0旋转坐标之上的分量Udde、Uqdc、U0dc及直流 电压给定值计算直流电压调整值。在本发明的一个实施例中,该直流电压给定值为零。 0029。
33、 步骤S204,根据直流电压调整值和三相逆变器的参考输出电压计算三相逆变器的 电压给定值。此步骤由直流分量控制器进行计算,该直流分量控制器可为比例积分(PI)控 制器,也可为PID控制器等其他控制器。 0030 步骤S205,根据电压给定值和三相逆变器的输出电压计算三相逆变器的输出调整 电压。该步骤与现有空间矢量控制相同,因此在此不再赘述。如上所述,在该步骤中可以仅 包括电压环,也可包括电压环和电流环的结合。 0031 例如,对应d轴分量来说,将所述采样直流电压d轴分量作为d轴直流电压调节器 的反馈量,与所述d轴直流电压给定值(设为0)相减,进行直流分量控制器调节运算。直 流分量控制器的输出与。
34、逆变器d轴电压参考值相加,经过d轴逆变器控制器计算,得到d轴 分量控制信号(即输出调整电压)。对应q轴分量来说,将所述采样直流电压q轴分量作 为q轴直流电压调节器的反馈量,与所述q轴直流电压给定值(设为0)相减,进行直流分 量控制器调节运算。直流分量控制器输出与逆变器q轴电压参考值相加,经过q轴逆变器 控制器计算,得到q轴分量控制信号。对应0轴分量来说,将所述采样直流电压0轴分量作 为0轴直流电压调节器的反馈量,与所述0轴直流电压给定值(设为0)相减,进行直流分 量控制器调节运算。直流分量控制器输出与逆变器0轴电压参考值相加,经过0轴逆变器 控制器计算,得到0轴分量控制信号。 0032 步骤S。
35、206,对三相逆变器的输出调整电压进行d/q/0旋转坐标至a/b/c静止坐标 的转换并进行PWM调制以获得三相逆变器的驱动信号。 0033 步骤S207,根据三相逆变器的驱动信号对所述三相逆变器进行驱动控制以消除输 说 明 书CN 102480243 A 5/8页 10 出电压中的直流分量。 0034 如图4所示,为本发明实施例一的用于三相逆变器的直流分量控制系统结构图。 该系统包括三相逆变器100、检测模块200、控制器300和驱动模块400。检测模块200用于 检测三相逆变器100的输出电压及所述输出电压的直流分量。控制器300用于对输出电压 的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得直。
36、流分量在旋转坐标之上的分量,并根 据直流分量在旋转坐标之上的分量及直流电压给定值计算直流电压调整值,以及根据直流 电压调整值和三相逆变器的参考输出电压计算三相逆变器的电压给定值,和根据电压给定 值和三相逆变器100电压环的输出电压计算三相逆变器的输出调整电压,以及对三相逆变 器100的输出调整电压进行旋转坐标至静止坐标的转换并进行PWM调制以获得三相逆变器 100的驱动信号。驱动模块400用于根据控制器300获得的三相逆变器100的驱动信号对 三相逆变器100进行驱动控制以消除输出电压中的直流分量。 0035 在本发明的一个实施例中,上述直流电压给定值为零。 0036 在本发明的一个实施例中,。
37、检测模块200为截止频率为1Hz的二阶的低通滤波器。 0037 如图5所示,为本发明实施例一的控制器结构图。该控制器300包括第一转换模 块310、直流控制器320、逆变控制器330、第二转换模块340和PWM调制模块350。第一转 换模块310用于对输出电压的直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得直流分量 在旋转坐标之上的分量。直流控制器320用于根据直流分量在旋转坐标之上的分量及直流 电压给定值计算直流电压调整值,以及根据直流电压调整和所述三相逆变器的参考输出电 压计算所述三相逆变器的电压给定值。逆变控制器330用于根据电压给定值和三相逆变器 的输出电压计算所述三相逆变器的输出调整电压。
38、。第二转换模块340用于对三相逆变器的 输出调整电压进行旋转坐标至静止坐标的转换。PWM调制模块350用于对转换后的输出调 整电压进行PWM调制以获得所述三相逆变器的驱动信号。 0038 实施例二, 0039 如图6所示,为本发明实施例二的用于单相逆变器的直流分量控制方法流程图, 包括以下步骤: 0040 步骤S601,根据单相逆变器的结构构造三相逆变器的结构,并将单相逆变器作为 所述三相逆变器中的第一相。需要说明的是,在本发明实施例中可将单相逆变器作为三相 逆变器中的任一相,既可以是A相,也可以是B相或C相,因此上述第一相可以是A相、B相 或C相。在本发明的实施例中以将单相逆变器作为A相为例。
39、进行描述。由于单相逆变器与 三相逆变器相比,缺少所需的完全三相电源信号及拓扑结构,因此需要虚拟构造B、C两相 的拓扑结构及相应的传递函数,从而满足矢量控制对三相电源的要求。作为本发明的一种 实施案例,如图7所示,为本发明实施例二构造的半桥三相逆变器的拓扑电路结构。其中, 在该实施例中,B相和C相的电路为虚拟电路其结构与A相电路相同。其中,E1、E2为正负 直流BUS电压,Q1、Q2为实际单相逆变器的驱动晶体管(IGBT),电感L1、电容C1为实际滤 波电路,RI为其负载。其中,Q3Q6为虚拟两相的驱动晶体管,L2、L3为虚拟电感,C2、C3 为虚拟电容,R2、R3为虚拟负载。其中,上述电感值相。
40、同设为L,电容值相同设为C,负载相 同设为R。 0041 步骤S602,检测单相逆变器的输出电压及所述输出电压的直流分量,并将其作为 构造的三相逆变器的第一相的第一输出电压及第一输出电压的第一直流分量。在本发明的 说 明 书CN 102480243 A 10 6/8页 11 一个实施例中,通过截止频率约为1Hz的二阶的低通滤波器检测所述三相逆变器输出电压 的直流分量。 0042 步骤S603,根据构造的三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述 三相逆变器中第二相的第二输出电压以及第三相的第三输出电压,并将第二输出电压的第 二直流分量和第三输出电压的第三直流分量设为零。 0043 步骤。
41、S604,对第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量进行静止坐标至旋转 坐标的转换以获得第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在旋转坐标之上的分量。 0044 步骤S605,根据第一直流分量、第二直流分量和第三直流分量在旋转坐标之上的 分量及第一相的第一直流电压给定值、第二相的第二直流电压给定值和第三相的第三直流 电压给定值计算第一相的第一直流电压调整值,第二相的第二直流电压调整值和第三相的 第三直流电压调整值。在本发明的一个实施例中,第一直流电压给定值、第二直流电压给定 值和第三直流电压给定值均为零。 0045 步骤S606,根据第一直流电压调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压调整 值。
42、,以及三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电压分别计 算第一相的第一电压给定值、第二相的第二电压给定值和第三相的第三电压给定值。在本 发明的一个实施例中,第一参考输出电压为单相逆变器电压环的给定电压幅值Vmax,第二 参考输出电压和第三参考输出电压为零。 0046 步骤S607,根据第一电压给定值、第二电压给定值和第三电压给定值,以及第一输 出电压、第二输出电压和第三输出电压计算第一相的第一输出调整电压、第二相的第二输 出调整电压和第三相的第三输出调整电压。 0047 步骤S608,对第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行旋 转坐标至所述静止坐标的转换。
43、并进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第 二相的第二驱动信号和所述第三相的第三驱动信号。 0048 步骤S609,根据所述第一驱动信号对所述单相逆变器进行驱动控制。 0049 在本发明的一个优选实施例中,由于B相和C相是虚拟而来的,因此还需要根据第 二驱动信号和第三驱动信号计算第二相的输出电压和第三相的输出电压,并根据第二相的 输出电压和第三相的输出电压计算第二相和第三相的输出电压,从而保证模拟三相逆变器 的稳定运行。 0050 如图8所示,为本发明实施例二的用于单相逆变器的直流分量控制系统结构图。 该系统包括单相逆变器500、检测模块600、控制器700和驱动模块800。检测模。
44、块600用 于检测单相逆变器500的输出电压及所述输出电压的直流分量。控制器700用于保存根 据所述单相逆变器的结构构造的三相逆变器的结构,其中,所述单相逆变器为所述三相逆 变器中的第一相。控制器700还用于将检测模块600检测的单相逆变器500的输出电压和 输出电压的直流分量作为第一相的第一输出电压及所述第一输出电压的第一直流分量,以 及根据所述构造的三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述三相逆变器 中第二相的第二输出电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二直 流分量和第三输出电压的第三直流分量设为零。控制器700还用于对第一直流分量、第二 直流分量和第三直流分。
45、量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得第一直流分量、第二直流 分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量,以及根据所述第一直流分量、第二直流 说 明 书CN 102480243 A 11 7/8页 12 分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量及所述第一相的第一直流电压给定值、所 述第二相的第二直流电压给定值和所述第三相的第三直流电压给定值计算所述第一相的 第一直流电压调整值,所述第二相的第二直流电压调整值和所述第三相的第三直流电压调 整值。控制器700还用于根据第一直流电压调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压 调整值,以及所述三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电。
46、 压分别计算第一相的第一电压给定值、第二相的第二电压给定值和第三相的第三电压给定 值。控制器700还用于根据第一电压给定值、第二电压给定值和第三电压给定值,以及第一 输出电压、第二输出电压和第三输出电压计算第一相的第一输出调整电压、所述第二相的 第二输出调整电压和所述第三相的第三输出调整电压。控制器700还用于对第一输出调整 电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行所述旋转坐标至所述静止坐标的转换并 进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第二相的第二驱动信号和所述第三 相的第三驱动信号。驱动模块800用于根据第一驱动信号对单相逆变器500进行驱动控 制。在本发明的一个实施例中,。
47、第一直流电压给定值、第二直流电压给定值和第三直流电压 给定值均为零。 0051 在本发明的一个实施例中,控制器700还用于根据第二驱动信号和第三驱动信号 计算所述第二相的输出电压和所述第三相的输出电压。 0052 在本发明的一个实施例中,检测模块600为截止频率为1Hz的二阶的低通滤波器。 0053 如图9所示,为本发明实施例二的控制器结构图。该控制器700包括输出计算模块 710、第一转换模块720、直流控制器730、逆变控制器740、第二转换模块750和PWM调制模 块760。输出计算模块710用于将检测模块600检测的单相逆变器的输出电压和输出电压 的直流分量作为第一相的第一输出电压及第。
48、一输出电压的第一直流分量,以及根据所述构 造的三相逆变器的结构及所述第一相的第一输出电压计算所述三相逆变器中第二相的第 二输出电压,以及第三相的第三输出电压,并将所述第二输出电压的第二直流分量和第三 输出电压的第三直流分量设为零。第一转换模块720用于对第一直流分量、第二直流分量 和第三直流分量进行静止坐标至旋转坐标的转换以获得所述第一直流分量、第二直流分量 和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量。直流控制器730用于根据第一直流分量、第 二直流分量和第三直流分量在所述旋转坐标之上的分量及所述第一相的第一直流电压给 定值、所述第二相的第二直流电压给定值和所述第三相的第三直流电压给定值计算所述第。
49、 一相的第一直流电压调整值,所述第二相的第二直流电压调整值和所述第三相的第三直流 电压调整值,以及根据所述第一直流电压调整值、第二直流电压调整值和第三直流电压调 整值,以及所述三相逆变器的第一参考输出电压、第二参考输出电压和第三参考输出电压 分别计算所述第一相的第一电压给定值、第二相的第二电压给定值和所述第三相的第三电 压给定值。逆变控制器740用于根据第一电压给定值、第二电压给定值和第三电压给定值, 以及所述第一输出电压、第二输出电压和第三输出电压计算所述第一相的第一输出调整电 压、所述第二相的第二输出调整电压和第三相的第三输出调整电压。第二转换模块750用 于对第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输出调整电压进行旋转坐标至静止坐标 的转换。PWM调制模块760用于对转换后的第一输出调整电压、第二输出调整电压和第三输 出调整电压进行PWM调制以获得所述第一相的第一驱动信号、所述第二相的第二驱动信号 和所述第三相的第三驱动信号。 说 明 书CN 102480243 A 12 8/8页 13 0054 本发明在通过空间矢量控制的方式控制逆变器输出电压中的直流分量,从。