專利名稱：具有諧波抑制裝置的逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆變器，更具體地說(shuō)，涉及具有諧波抑制裝置的逆變器。
背景技術(shù)：
理想情況下，逆變器的輸入電壓僅包含直流分量，并且轉(zhuǎn)換后的輸出電流是沒(méi)有畸變的正弦波。然而，在實(shí)際情況下，輸入電壓一般會(huì)受到電網(wǎng)的影響而包含交流分量，這樣就會(huì)導(dǎo)致輸出電流的畸變，由此對(duì)其所接入的電網(wǎng)造成污染。為了保證電流的質(zhì)量，例如對(duì)于并網(wǎng)電壓源逆變器(VSI)，一般可以考慮采用較大容量的電容器。但是，電容器的容量越大，其尺寸就越大，且成本越高，充電時(shí)間也會(huì)越長(zhǎng)。而容量較小的電容器盡管尺寸小、成本低，但是會(huì)導(dǎo)致更高的紋波電壓。因此，需要提供一種能夠在輸入的直流電壓有較嚴(yán)重畸變的情況下不需要配置容量較大的電容器仍能提供高質(zhì)量的交流輸出的逆變器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)以上缺陷提供一種具有諧波抑制裝置的逆變器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電壓源逆變器，其包括對(duì)輸入電壓進(jìn)行變換的DC-AC(直流交流)逆變器模塊、諧波抑制裝置、脈寬調(diào)制(PWM)模式發(fā)生器和第一運(yùn)算器，諧波抑制裝置接收輸入電壓并且輸出修正參數(shù)，該修正參數(shù)是輸入電壓的直流分量與輸入電壓之間的比值，諧波抑制裝置將該修正參數(shù)輸出到第一運(yùn)算器，第一運(yùn)算器連接在脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供控制信號(hào)的電源之間，來(lái)使用所述修正參數(shù)對(duì)該電源提供的控制信號(hào)進(jìn)行修正，并向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供修正后的控制信號(hào)，脈寬調(diào)制模式發(fā)生器根據(jù)修正后的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)DC-AC逆變器模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的上述逆變器，其特征在于諧波抑制裝置包括降壓?jiǎn)卧?、帶通濾波器、低通濾波器和第二運(yùn)算器，降壓?jiǎn)卧邮漳孀兤鞯妮斎腚妷海瑢⒔祲汉蟮碾妷悍謩e輸入到帶通濾波器和低通濾波器，低通濾波器和帶通濾波器分別輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量，第二運(yùn)算器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，并向第一運(yùn)算器輸出降壓后的電壓的直流分量與降壓后的電壓之間的比值來(lái)作為修正參數(shù)，該比值等于輸入電壓的直流分量與輸入電壓之間的比值；第一運(yùn)算器向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器輸出的修正后的控制信號(hào)等于輸入電壓的直流分量除以輸入電壓的值與控制信號(hào)之間的乘積。根據(jù)本實(shí)用新型的上述逆變器，第二運(yùn)算器包括除法器和加法器，除法器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，向加法器輸出減壓后的電壓的直流分量和交流分量的比值，加法器通過(guò)運(yùn)算輸出直流分量與輸入電壓之間的比值。此外，本實(shí)用新型還提供一種電流源逆變器，其包括對(duì)輸入電流進(jìn)行變換的DC-AC 逆變器模塊、諧波抑制裝置、脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和第一運(yùn)算器，諧波抑制裝置接收輸入電流，并且輸出修正參數(shù)，該修正參數(shù)等于輸入電流的直流分量與輸入電流之間的比值，諧波抑制裝置將該修正參數(shù)輸出到第一運(yùn)算器，第一運(yùn)算器連接在脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供控制信號(hào)的電源之間，來(lái)使用修正參數(shù)對(duì)該電源提供的控制信號(hào)進(jìn)行修正，并向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供修正后的控制信號(hào)，脈寬調(diào)制模式發(fā)生器根據(jù)修正后的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)DC-AC逆變器模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的上述電流源逆變器，其特征在于還包括電流檢測(cè)單元，電流檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)的電流的直流分量和交流分量之比等于輸入逆變器的輸入電流的直流分量與交流分量之比，諧波抑制裝置包括降壓?jiǎn)卧?、帶通濾波器、低通濾波器和第二運(yùn)算器，降壓?jiǎn)卧邮针娏鳈z測(cè)單元的輸出并向帶通濾波器和低通濾波器輸出降壓后的電壓， 低通濾波器和帶通濾波器分別輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量，其中降壓后的電壓的直流分量和交流分量之比等于電流檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)的電流的直流分量和交流分量之比，所述第二運(yùn)算器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，并向第一運(yùn)算器輸出降壓后的電壓的直流分量和降壓后的電壓之間的比值，該比值等于輸入電流的直流分量與輸入電流之間的比值，第一運(yùn)算器向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器輸出的修正后的控制信號(hào)等于輸入電流的直流分量除以輸入電流的值與控制信號(hào)之間的乘積。根據(jù)本實(shí)用新型的上述電流源逆變器，第二運(yùn)算器包括除法器和加法器，除法器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，，向加法器輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量的比值，而加法器通過(guò)加法運(yùn)算輸出降壓后的電壓的直流分量與降壓后的電壓之間的比值。本實(shí)用新型所公開(kāi)的逆變器避免了使用大容量電容器所引起的體積大、成本高且壽命短的缺陷。本實(shí)用新型采用控制脈寬調(diào)制模式發(fā)生器的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)逆變器的輸出的方式成本較低、所需增加的電路體積較小，并且可以有效地根據(jù)逆變器的輸入的變化來(lái)調(diào)節(jié)其輸出，使得在逆變器直流輸入出現(xiàn)較大畸變的情況下，也可以得到質(zhì)量比較好的輸出電流。

本實(shí)用新型可以參照附圖和說(shuō)明書(shū)被更好地理解。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的模塊框圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的電路示意圖；圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的電路示意圖；圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的再一種實(shí)施方式的電路示意圖實(shí)用新型。
具體實(shí)施方式
下文中結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的諧波抑制的方式考慮根據(jù)輸入電壓中的交流分量來(lái)調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制模式發(fā)生器向逆變器的開(kāi)關(guān)元件發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由此來(lái)調(diào)節(jié)逆變器輸出的電壓，從而減少或消除逆變器輸出電壓中的諧波分量，進(jìn)而消除輸出電流的畸變。而調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制模式發(fā)生器所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以通過(guò)改變脈寬調(diào)制模式發(fā)生器的控制信號(hào)(也稱為參考信號(hào))或者載波信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型主要采用調(diào)節(jié)控制信號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的諧波分量的消除。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于電壓源逆變器而言，輸出電壓波形與輸入電壓和控制信號(hào)V。。ntMl的關(guān)系可以如下列等式(1)所示。這里的控制信號(hào)指的是脈寬調(diào)制模式發(fā)生器中與載頻信號(hào)進(jìn)行比較的參考信號(hào)，其用M1Sincot表示。對(duì)于不同類(lèi)型的脈寬調(diào)制模式發(fā)生器，可以以不同的方式表達(dá)V。。ntral。在這里采用M1Sincot僅是一種示例。Vout = VinVcontrol = VinM1Sin ω t(1)從等式(1)可以看出，當(dāng)Vin只包括直流分量時(shí)，Vout只包含基波分量。如果輸入電壓Vin中除了包括直流分量Vddink,d。之外還包括交流分量vd。link,a。，那么根據(jù)等式⑴的輸出電壓ν-還將會(huì)包括諧波分量。下列等式(2)中以輸入信號(hào)Vin包含k次交流分量為例示出了輸入與輸出電壓的關(guān)系，其中k為大于O的整數(shù)，P選自0° 360°。Vout= [Vdclinkjdc+Vdclink,ac sin(k t+p)]MlSin t(2)為了消除輸出電壓V。ut中的諧波分量，本實(shí)用新型考慮調(diào)節(jié)等式(1)中的控制信號(hào)V。。ntral。通過(guò)計(jì)算，本實(shí)用新型的實(shí)用新型人得到滿足以下等式(3)的新的控制信號(hào)，在該控制信號(hào)下，由輸入電壓的交流分量所導(dǎo)致的輸出電壓的諧波分量將會(huì)被抵消。，=。[1+二一J = 一<1+一L+』(3)
權(quán)利要求1.一種具有諧波抑制裝置的逆變器，該逆變器是電壓源逆變器，其特征在于，包括對(duì)輸入電壓進(jìn)行變換的DC-AC逆變器模塊、諧波抑制裝置、脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和第一運(yùn)算器， 諧波抑制裝置接收輸入電壓并且輸出修正參數(shù)，該修正參數(shù)等于輸入電壓的直流分量與輸入電壓之間的比值，諧波抑制裝置將該修正參數(shù)輸出到第一運(yùn)算器，第一運(yùn)算器連接在脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供控制信號(hào)的電源之間，來(lái)使用所述修正參數(shù)對(duì)該電源提供的控制信號(hào)進(jìn)行修正，并向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供修正后的控制信號(hào)， 脈寬調(diào)制模式發(fā)生器根據(jù)修正后的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)DC-AC逆變器模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于諧波抑制裝置包括降壓?jiǎn)卧?、帶通濾波器、低通濾波器和第二運(yùn)算器，降壓?jiǎn)卧邮账鲚斎腚妷?，將降壓后的電壓分別輸入到帶通濾波器和低通濾波器，低通濾波器和帶通濾波器分別輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量，第二運(yùn)算器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，并向第一運(yùn)算器輸出降壓后的電壓的直流分量與降壓后的電壓之間的比值作為修正參數(shù)，該比值等于輸入電壓的直流分量與輸入電壓之間的比值；第一運(yùn)算器向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器輸出的修正后的控制信號(hào)等于輸入電壓的直流分量除以輸入電壓的值再與控制信號(hào)之間的乘積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器，其特征在于第二運(yùn)算器包括除法器和加法器，除法器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，向加法器輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量的比值，加法器通過(guò)運(yùn)算輸出降壓后的電壓的直流分量與降壓后的電壓之間的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于逆變器模塊的輸出端連接一電感。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于輸入電壓的交流分量是二次諧波分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于脈寬調(diào)制模式發(fā)生器是正弦脈寬調(diào)制模式發(fā)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于第一運(yùn)算器是通過(guò)模擬電路、MCU或者 DSP實(shí)現(xiàn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器，其特征在于第二運(yùn)算器是通過(guò)模擬電路、MCU或者 DSP實(shí)現(xiàn)的。
9.一種具有諧波抑制裝置的逆變器，該逆變器是電流源逆變器，其特征在于包括對(duì)輸入電流進(jìn)行變換的DC-AC逆變器模塊、諧波抑制裝置、脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和第一運(yùn)算器， 諧波抑制裝置接收輸入電流，并且輸出修正參數(shù)，該修正參數(shù)等于輸入電流的直流分量與輸入電流之間的比值，諧波抑制裝置將該修正參數(shù)輸出到第一運(yùn)算器，第一運(yùn)算器連接在脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供控制信號(hào)的電源之間，來(lái)使用修正參數(shù)對(duì)該電源提供的控制信號(hào)進(jìn)行修正，并向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供修正后的控制信號(hào)，脈寬調(diào)制模式發(fā)生器根據(jù)修正后的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)DC-AC逆變器模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于還包括電流檢測(cè)單元，其中電流檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)的電流的直流分量和交流分量之比等于輸入逆變器的輸入電流的直流分量與交流分量之比，所述諧波抑制裝置包括降壓?jiǎn)卧?、帶通濾波器、低通濾波器和第二運(yùn)算器，降壓?jiǎn)卧邮针娏鳈z測(cè)單元的輸出并向帶通濾波器和低通濾波器輸出降壓后的電壓， 低通濾波器和帶通濾波器分別輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量，其中降壓后的電壓的直流分量和交流分量之比等于電流檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)的電流的直流分量和交流分量之比，第二運(yùn)算器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，并向第一運(yùn)算器輸出降壓后的電壓的直流分量和降壓后的電壓之間的比值，該比值等于輸入電流的直流分量與輸入電流之間的比值，第一運(yùn)算器向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器輸出的修正后的控制信號(hào)等于輸入電流的直流分量除以輸入電流的值與控制信號(hào)之間的乘積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的逆變器，其特征在于第二運(yùn)算器包括除法器和加法器，除法器接收降壓后的電壓的直流分量和交流分量，向加法器輸出降壓后的電壓的直流分量和交流分量的比值，而加法器通過(guò)加法運(yùn)算輸出降壓后的電壓的直流分量和降壓后的電壓之間的比值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于逆變器模塊的輸出端連接LC濾波器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于輸入電壓的交流分量是二次諧波分量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于脈寬調(diào)制模式發(fā)生器是正弦脈寬調(diào)制模式發(fā)生器。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于第一運(yùn)算器是通過(guò)模擬電路、MCU或者 DSP實(shí)現(xiàn)的。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆變器，其特征在于第二運(yùn)算器是通過(guò)模擬電路、MCU或者 DSP實(shí)現(xiàn)的。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了具有諧波抑制裝置的逆變器，包括DC-AC逆變器模塊、諧波抑制裝置、脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和第一運(yùn)算器，諧波抑制裝置接收輸入電壓并且輸出修正參數(shù)，修正參數(shù)是輸入電壓的直流分量與輸入電壓之間的比值，諧波抑制裝置將修正參數(shù)輸出到第一運(yùn)算器，第一運(yùn)算器連接在脈寬調(diào)制模式發(fā)生器和向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供控制信號(hào)的電源之間，使用修正參數(shù)對(duì)電源提供的控制信號(hào)進(jìn)行修正，并向脈寬調(diào)制模式發(fā)生器提供修正后的控制信號(hào)，脈寬調(diào)制模式發(fā)生器根據(jù)修正后的控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本實(shí)用新型所公開(kāi)的逆變器避免了使用大容量電容器所引起的體積大、成本高且壽命短的缺陷。
文檔編號(hào)G01R19/10GK201937458SQ201020507349
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者李天河, 陳紀(jì)明 申請(qǐng)人:雅達(dá)電子有限公司