專利名稱：變換器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將直流DC功率變換成交流AC功率的變換器，更具體地涉及控制(例如)在不間斷電源中所用的這種變換器的輸出電壓或電流的控制裝置。
圖8是表示一種變換器傳統(tǒng)控制裝置的結(jié)構(gòu)方塊圖。在圖8中，1是諸如電池之類的DC電源，2是由IGBT之類的半導(dǎo)體開關(guān)裝置構(gòu)成的變換器，3是一臺(tái)逆變器，4是濾波電容器和5是負(fù)載，6是為變換器2產(chǎn)生輸出電壓基準(zhǔn)Vref的電壓基準(zhǔn)發(fā)生器，7是比較器，該比較器產(chǎn)生由電壓檢測(cè)器40A檢測(cè)的變換器2的輸出電壓和輸出電壓基準(zhǔn)Vref之差值d1，而8是由一比例控制器或積分控制器或其組合構(gòu)成的控制器，并基于差值d1為控制變換器2的輸出電壓而產(chǎn)生一信號(hào)。圖9示出控制器8的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，其中OP1是運(yùn)算放大器，Ri和R2是電阻而C1為電容器。在該例中，控制器8由比例控制器和積分控制器組合構(gòu)成。9是加法器，用于將控制器8的輸出信號(hào)與輸出電壓基準(zhǔn)Vref相加而為變換器2產(chǎn)生一調(diào)制因數(shù)。10為載波發(fā)生器，為變換器2的脈寬調(diào)制(此后稱為PWM)控制確定脈沖寬度。11是選通信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)所述載波和調(diào)制因數(shù)產(chǎn)生PWM選通信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)變換器2。
如上所述，控制裝置是基于眾所周知的PWM控制方法而構(gòu)成的，故可省略對(duì)每個(gè)元件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
下面將描述圖8所示控制裝置的操作。變換器2的輸出電壓在比較器7中同電壓基準(zhǔn)發(fā)生器6的輸出電壓基準(zhǔn)Vref相比較，以產(chǎn)生這兩電壓之差值d1。根據(jù)差值d1計(jì)算的控制器8之輸出信號(hào)同輸出電壓基準(zhǔn)Vref在加法器9內(nèi)相加，以產(chǎn)生變換器2的調(diào)制因數(shù)。
在選通信號(hào)發(fā)生器11中，調(diào)制因數(shù)與載波發(fā)生器10的輸出相比較，以產(chǎn)生用于變換器2的PWM選通信號(hào)。變換器2被PWM選通信號(hào)驅(qū)動(dòng)，從而將變換器2的輸出電壓波形控制成正弦波。
就上述根據(jù)傳統(tǒng)控制裝置的電壓控制而言，存在的問題是由于控制器8的響應(yīng)速度不高，故在變換器2的輸出電壓中往往會(huì)產(chǎn)生較高次諧波。特別是在負(fù)載5是諸如整流器之類的非線性式的負(fù)載情況下，這種諧波分量是很大的，因此，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致負(fù)載5的不正確運(yùn)行或負(fù)載5不能穩(wěn)定地運(yùn)行。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能向負(fù)載供以諧波分量小的電壓的變換器控制裝置。
本發(fā)明另一目的是提供一種能向負(fù)載供以諧波分量小的電流變換器控制裝置。
本發(fā)明的這些和其他目的可通過對(duì)脈沖寬度調(diào)制控制型的變換器設(shè)置一控制裝置來(lái)達(dá)到。該控制裝置包括基準(zhǔn)發(fā)生器，用以對(duì)變換器的輸出產(chǎn)生一基準(zhǔn)值，檢測(cè)器，用以檢測(cè)變換器輸出的輸出電壓或電流，以產(chǎn)生輸出信號(hào)。控制裝置還包括比較器，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)值與輸出信號(hào)之差值，以及高次諧波消除電路，該電路為接收輸出信號(hào)與差值之一作為其輸入信號(hào)而連接，用以產(chǎn)生一預(yù)定頻率的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。該控制裝置還包括為接收差值，基準(zhǔn)值和瞬時(shí)值而連接的調(diào)制因數(shù)發(fā)生電路，用以產(chǎn)生調(diào)制因數(shù)以及一個(gè)選通控制電路，用以根據(jù)調(diào)制因數(shù)產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。該脈寬調(diào)制信號(hào)被加到變換器，以控制該變換器的輸出。
一般說來(lái)，任何周期函數(shù)f(X)能展開成如下列方程(1)所示的富里葉級(jí)數(shù)。
f (x)=A02+Σn = 1∞An cos(nx)+Σn=1∞Bn sin(nx) …(1)]]>
因此，當(dāng)將變換器2的輸出電壓設(shè)定為V(t)該輸出電壓的基波角頻率設(shè)為ω時(shí)，可用如下方程(2)的富利葉級(jí)數(shù)來(lái)表達(dá)輸出電壓V(t)v (t)=A02+Σn = 1∞An cos(nω t)+Σn=1∞Bn sin(nω t) …(2)]]>其次，下列方程對(duì)任何自然數(shù)n和m均成立∫02πcos(nθ) cos(mθ) dθ=［0(n≠m)1/2(n=m)…(3)∫02πsin(nθ) sin(mθ) dθ=［0(n≠m)1/2(n=m)…(4)∫02πsin(nθ) cos(mθ) dθ =0 …(5)]]>根據(jù)方程(3)，(4)和(5)，經(jīng)將變換器2的輸出電壓V(t)乘以COS(mωt)和Sin(mωt)并在時(shí)間間隔[T，T+2π/ω]期間對(duì)該乘積進(jìn)行積分，便得到下列方式(6)和(7)，上述時(shí)間間隔即分別是輸出電壓基波的一個(gè)周期，其中T是任意時(shí)間。
∫T+2π/ωTV(t)cos(mωt)dt= (Am)/2 …(6)∫T+2π/ωTV(t)sin(mωt)dt= (Bm)/2 …(7)
也就是說，輸出電壓V(t)乘以特定頻率的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)的乘積是通過一項(xiàng)積分運(yùn)算完成的，結(jié)果是分別獲得如方程(6)和(7)所表達(dá)的包含在輸出電壓V(t)中特定頻率分量的余弦分量和正弦分量的幅值。
上述原理也適用于變換器的輸出電流I(t)，此處I(t)也是周期性函數(shù)。
本發(fā)明就是利用上述原理構(gòu)成。
通過參考以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將易于獲得對(duì)本發(fā)明的全面理解及了解到其許多附帶優(yōu)點(diǎn)，附圖中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變換器控制裝置方塊圖;
圖2是表示圖1中控制器14a和14b電路結(jié)構(gòu)一實(shí)例的方塊圖;
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例變換器的控制裝置方塊圖;
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例變換器的控制裝置方塊圖;
圖5和6是用于解釋本發(fā)明效果的曲線圖;
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例變換器的控制裝置的方塊圖;
圖8是表示傳統(tǒng)的變換器控制裝置的方塊圖;和圖9是表示圖8中控制器8的電路結(jié)構(gòu)一例的方塊圖。
現(xiàn)參考諸附圖，其中幾個(gè)視圖中相同標(biāo)號(hào)表示相同或相應(yīng)部件，下面將描述本發(fā)明的諸實(shí)施例。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變換器控制裝置的方塊圖。本實(shí)施例涉及消除輸出電壓中三次諧波電壓的單相變換器的控制裝置。
較高次諧波消除電路101是由第三次諧波發(fā)生器12，第三次計(jì)算單元12A和一加法器16構(gòu)成。該三次計(jì)算單元12A是由乘法器13a和13b，控制器14a和14b，乘法器15a和15b構(gòu)成。
三次諧波發(fā)生器12產(chǎn)生其頻率為變換器2輸出電壓基波頻率的三倍的三次諧波的余弦信號(hào)和正弦信號(hào)。乘法器13a和13b將比較器7的輸出差值d1分別乘以余弦信號(hào)和正弦信號(hào)?？刂破?4a和14b分別由積分控制器構(gòu)成?？刂破?4a和14b的電路結(jié)構(gòu)實(shí)例示于圖2，其中OP2是一運(yùn)算放大器，C2是電容器和R3為電阻。在此情況下，控制器14a和14b的增益KI(KI＝1/C2.Ri)設(shè)定為2。
乘法器15a和15b將控制器14a和14b的輸出，余弦分量和正弦分量的幅值再乘以余弦信號(hào)和正弦信號(hào)并產(chǎn)生余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。加法器將乘法器15a和15b的輸出相加。
加法器17將控制器8和加法器16的輸出相加，并將由此產(chǎn)生的和值加到加法器9。
下一步，描述圖1所示控制裝置的操作。乘法器13a和13b將比較器7輸出的差值d1分別乘以由三次諧波發(fā)生器12產(chǎn)生的三次諧波的余弦信號(hào)和正弦信號(hào)。由此產(chǎn)生的積在控制器14a和14b中被轉(zhuǎn)換，其結(jié)果是分別產(chǎn)生變換器2的輸出電壓的僅僅三次諧波電壓的余弦分量幅值和正弦分量幅值。乘法器15a和15b將僅有的三次諧波電壓的余弦和正弦分量幅值再次乘以余弦和正弦信號(hào)，其結(jié)果是分別得到僅僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。
在加法器16中，僅僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量瞬時(shí)值被相加，加法器16的合成值在加法器17中與控制器8的輸出相加。進(jìn)一步，加法器17的輸出與電壓基準(zhǔn)發(fā)生器6的輸出電壓基準(zhǔn)Vref相加，結(jié)果產(chǎn)生調(diào)制因數(shù)。
調(diào)制因數(shù)與載波發(fā)生器10的輸出在選通信號(hào)發(fā)生器11中進(jìn)行比較，以產(chǎn)生用于變換器2的PWM選通信號(hào)。變換器2由PWM選通信號(hào)驅(qū)動(dòng)，結(jié)果使來(lái)自變換器2的輸出電壓的三次諧波電壓被消除。也就是說，僅僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值是從變換器2的輸出電壓中取出，而變換器2是由被瞬時(shí)值補(bǔ)償?shù)腜WM選通信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，其結(jié)果是消除了變換器2的輸出電壓的三次諧波電壓。
在圖1的實(shí)施例中，可用(例如)由Texas儀器公司制造的TMS320C26型數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)構(gòu)成電壓基準(zhǔn)發(fā)生器6，比較器7，控制器8，加法器9和17以及三次諧波消除電路101的組合結(jié)構(gòu)。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變換器控制裝置的方塊圖。本實(shí)施例也涉及用于消除輸出電壓中三次諧波電壓的單相變換器的控制裝置。
高次諧波消除電路102是由三次諧波發(fā)生器12，包含乘法器13a和13b的計(jì)算單元12B，校正電路43A和43B，控制器14a和14b，乘法器15a和15b以及加法器16構(gòu)成。
以下詳述不同于圖1所示元件的諸電路元件。
乘法器13a和13b直接接收由電壓檢測(cè)器40A檢測(cè)的變換器2的輸出電壓，而不是比較器7的輸出。乘法器13a和13b將變換器2的輸出電壓分別乘以余弦信號(hào)和正弦信號(hào)。校正電路43A和43B分別由比較器38a和38b及基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b構(gòu)成。乘法器13a和13b的乘積在比較器38a和38b中分別與基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b的基準(zhǔn)相比較，結(jié)果完成了校正，使校正電路43A和43B的輸出分別與圖1中乘法器13a和13b的輸出相同。有關(guān)校正的細(xì)節(jié)后面要描述。校正電路43A和43B的輸出分別加到控制器14a和14b。
下面，描述圖3所示控制裝置的操作。乘法器13a和13b將變換器2的輸出電壓分別乘以由三次諧波發(fā)生器12產(chǎn)生的余弦和正弦信號(hào)。由此產(chǎn)生的乘積在比較器38a和38b中分別與基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b的輸出相比較。
比較器38a和38b的比較結(jié)果在控制器14a和14b中被變換，結(jié)果是分別產(chǎn)生變換器2的輸出電壓的僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量幅值。乘法器15a和15b將該僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量幅值再乘以余弦和正弦信號(hào)，從而分別獲得僅三次諧波電壓的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。
本實(shí)施例的以下操作與圖1所示操作相同故可省略對(duì)其的說明。
結(jié)果，如圖1實(shí)施例一樣，從變換器2的輸出電壓中消除了三次諧波電壓。
此后將描述基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b的細(xì)節(jié)。當(dāng)變換器2的輸出電壓V(t)如方程(2)表述時(shí)，基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b通常產(chǎn)生分別作為其基準(zhǔn)值的(1/2)-×A3和(1/2)×B3。在比較器38a和38b中分別從乘法器13a和13b的輸出中減去值(1/2)×A3和(1/2)×B3。該比較結(jié)果分別被加到控制器14a和14b，從而完成了校正。
在將變換器2用于需要恒定的電壓輸出控制的不間斷電源中時(shí)，則基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b分別產(chǎn)生作為其基準(zhǔn)值的零伏電壓。原因是變換器2的理想輸出電壓有零電壓的高次諧波。
在變換器2用于有源濾波器的情況下，有意要從變換器2產(chǎn)生較高次諧波，此時(shí)基準(zhǔn)發(fā)生器39a和39b分別產(chǎn)生是所需高次諧波幅度的1/2倍幅值的電壓作為其基準(zhǔn)值。
圖4是表示用于根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的變換器的控制裝置方塊圖。本實(shí)施例涉及不僅消除三次諧波分量還消除五次，七次、九次和十一次諧波分量的單相變換器的控制裝置。
圖4中，高次諧波消除電路103包括三次諧波發(fā)生器12和具有乘法器13a和13b的三次計(jì)算單元12A，控制器14a和14b以及與圖1類似的乘法器15a和15b。高次諧波消除電路103還包括五次，七次，九次和十一次諧波發(fā)生器18，19，20和21，五次，七次，九次和十一次計(jì)算單元18A，19A，20A和21A以及加法器16A。
五次，七次，九次和十一次計(jì)算單元18A，19A，20A和21A分別包括乘法器13C和13d，13e和13f，13g和13h，13i和13j，控制器14C和14d，14e和14f，14g和14h，14i和14j以及乘法器15c和15d，15e和15f，15g和15h，15i和15j。五次，七次，九次和十一次諧波發(fā)生器18，19，20和21分別產(chǎn)生五次，七次，九次和十一次諧波的余弦信號(hào)和正弦信號(hào)。五次，七次，九次和十一次諧波發(fā)生器18，19，20和21的余弦信號(hào)分別被加到乘法器13C，13e，13g和13i的第一輸入端和乘法器15C，15e，15g和15i的第一輸入端。五次，七次，九次和十一次諧波發(fā)生器18，19，20和21的正弦信號(hào)分別被加到乘法器13d，13f，13h和13j的第一輸入端和乘法器15d，15f，15h和15j的第一輸入端，比較器7的輸出差值d1被加到乘法器13c，13d，13e，13f，13g，13h，13i和13j的第二輸入端。乘法器13c，13d，13e，13f，13g，13h，13i和13j的輸出被分別加到控制器14c，14d，14e，14f，14g，14h，14i和14j的輸入端?？刂破?4c，14d，14e，14f，14g，14h，14i和14j的輸出分別被加到乘法器15c，15d，15e，15f，15g，15h，15i和15j的第二輸入端。乘法器15c，15d，15e，15f，15g，15h，15i和15j的輸出被加到加法器16A的輸入端。加法器16A的輸出被加到加法器17的一個(gè)輸入端。
五次，七次，九次和十一次計(jì)算單元18A，19A，20A和21A的結(jié)構(gòu)與三次計(jì)算單元12A的結(jié)構(gòu)相同。乘法器13c，13d，13e，13f，13g，13h，13i和13j的結(jié)構(gòu)與乘法器13a的結(jié)構(gòu)相同?？刂破?4c，14d，14e，14f，14g，14h，14i和14j的結(jié)構(gòu)均與控制器14a的結(jié)構(gòu)相同。乘法器15c，15d，15e，15f，15g，15h，15i和15j的結(jié)構(gòu)各與乘法器15a的結(jié)構(gòu)相同。
下面描述圖4所示控制裝置的操作。與圖1所示實(shí)施例一樣乘法器15a和15b分別產(chǎn)生三次諧波電壓的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。由于五次，七次，九次和十一次計(jì)算單元18A，19A，20A和21A的電路結(jié)構(gòu)與三次計(jì)算單元12A的電路結(jié)構(gòu)相同，乘法器15C，15d，15e，15f，15g，15h，15i和15j分別產(chǎn)生五次，七次，九次和十一次諧波電壓的余弦和正弦分量的瞬時(shí)值。所有這些三次，五次，七次，九次和十一次諧波電壓余弦和正弦分量的瞬時(shí)值在加法器16A中相加，其相加結(jié)果值在加法器17中被加到控制器8的輸出端。然后，加法器17的輸出被加到電壓基準(zhǔn)發(fā)生器6的輸出電壓基準(zhǔn)Vref，從而產(chǎn)生調(diào)制因數(shù)用于補(bǔ)償變換器2的輸出電壓中的三次，五次，七次，九次和十一次諧波。
用于輸出電壓的調(diào)制因數(shù)同載波發(fā)生器10的輸出在選通信號(hào)發(fā)生器11中進(jìn)行比較，以產(chǎn)生供變換器2的PWM選通信號(hào)。變換器2被PWM選通信號(hào)啟動(dòng)，從而消除變換器2的輸出電壓中的三次，五次，七次，九次和十一次諧波電壓。
就本實(shí)施例而言，不僅消除了變換器2輸出電壓中的一種特定次諧波電壓，而且可消除其多種高次諧波電壓。
現(xiàn)參考圖5和6描述本實(shí)施例的測(cè)量結(jié)果的一個(gè)例子。圖5表示未用本發(fā)明的傳統(tǒng)式單相變換器的輸出電壓，變換器電流和高次諧波，而圖6表示根據(jù)本發(fā)明補(bǔ)償了三次，五次和七次諧波電壓時(shí)的單相變換器的輸出電壓，變換器電流和高次諧波。
在這兩幅圖中，各次諧波電壓由變換器2的基波電壓幅值的百分比表示?？梢钥闯鋈?，五次和七次諧波電壓被極大地減小了，幾乎已降至零。
正如以上所述，變換器2的三次，五次和七次諧波電壓從其輸出電壓中幾乎已被消除。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的變換器控制裝置的方塊圖。本實(shí)施例涉及消除變換器2輸出電流中的三次諧波電流的單相變換器的控制裝置。
在圖7中，40B是檢測(cè)從變換器2流入負(fù)載5的輸出電流的電流檢測(cè)器，而41是電流基準(zhǔn)發(fā)生器，用于產(chǎn)生用于變換器2的輸出電流基準(zhǔn)Iref。比較器7將輸出電流基準(zhǔn)Iref同從變換器2檢測(cè)到的輸出電流相比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生差值d2。42是控制器，該控制器是由比例控制器或由比例及其積分控制器相結(jié)合，如圖9所示，而構(gòu)成并產(chǎn)生用于控制變換器2的變換器電流的信號(hào)。然后將該信號(hào)加到加法器9的一個(gè)輸入端，作為同加法器17之輸出相加的結(jié)果而產(chǎn)生調(diào)制因數(shù)。
104是高次諧波消除電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剛好同圖1所示高次諧波消除電路101的相同，故可省略對(duì)其的詳細(xì)說明。唯一不同的是差值d2，而不是差值d1，被加到乘法器13a和13b。
下面描述圖7所示控制裝置的操作，乘法器13a和13b將比較器7的差值d2分別乘以由三次諧波發(fā)生器12產(chǎn)生的三次諧波的余弦和正弦信號(hào)。由于高次諧波消除電路104的計(jì)算結(jié)果與高次諧波消除電路101的結(jié)果一樣，故不在此詳述，在加法器16中獲得三次諧波電流的余弦與正弦分量瞬時(shí)值之和值。
接下去進(jìn)行同圖1實(shí)施例幾乎相同的操作。結(jié)果，從變換器2的輸出電流中消除了三次諧波電流。
在本實(shí)施例中，被反饋的是輸出電流，而不是輸出電壓，從而可從變換器2的輸出電流中消除一種特定次數(shù)的高次諧波。
在上述諸實(shí)施例中，在變換器2的控制裝置中設(shè)置了三個(gè)加法器16或16A，17和9，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例?？梢杂糜赏瓿蓛蓚€(gè)加法器加法功能的一個(gè)加法器來(lái)替代加法器16或16A和加法器17。此外，可將這三個(gè)加法器組合成一個(gè)加法器。
在上述諸實(shí)施例中，并未說明電壓或電流基準(zhǔn)發(fā)生器6或41與任意次諧波發(fā)生器12，18至21的相位之間的關(guān)系。根據(jù)精確計(jì)算結(jié)果已清楚表明后者發(fā)生器的相位不必同前者發(fā)生器相位一致。
在上述諸實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于單相變換器。但本發(fā)明也可方便地應(yīng)用于普通三相變換器。
在上述諸實(shí)施例中，本發(fā)明被用于以IGBT構(gòu)成的變換器。但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。本發(fā)明也可應(yīng)用于以晶體管或GTO作為半導(dǎo)體開關(guān)器件構(gòu)成的變換器。
在這些實(shí)施例中已說明了從變換器輸出消除特定頻率的高次諧波。但根據(jù)本發(fā)明，在變換器輸出中僅有一種特定頻率的高次諧波與基波并存的情況也是可能的。還可能是在變換器輸出中某些特定頻率的任何高次諧波經(jīng)加權(quán)而與基波并存。
正如以上所述，本發(fā)明能提供一種能向負(fù)載供以諧波分量小的電壓或電流的變換器控制裝置。
顯然，根據(jù)以上教導(dǎo)對(duì)本發(fā)明作出大量變化和改動(dòng)是可能的。因此，不說自明本發(fā)明可在除本文特定描述以外的所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.變換器的控制裝置，所述變換器為脈(沖)寬(度)調(diào)制控制型，包括基準(zhǔn)發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生用于所述變換器輸出的基準(zhǔn)值；檢測(cè)裝置，用以檢測(cè)所述變換器的所述輸出的電量，以產(chǎn)生表示所述電量的輸出信號(hào)；比較裝置，為接收所述基準(zhǔn)值和所述輸出信號(hào)而連接，用以產(chǎn)生所述基準(zhǔn)值和所述輸出信號(hào)之差值；高次諧波消除裝置，該裝置為接收所述輸出信號(hào)和所述差值之一作為其一個(gè)輸入信號(hào)而連接，用以產(chǎn)生予定頻率的余弦分量和正弦分量的瞬時(shí)值，調(diào)制因數(shù)產(chǎn)生裝置，該裝置為接收所述差值，所述基準(zhǔn)值和所述瞬時(shí)值而連接，用于產(chǎn)生調(diào)制因數(shù)；和為接收所述調(diào)制因數(shù)而連接的選通控制裝置，用于根據(jù)所述調(diào)制因數(shù)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，所述脈寬調(diào)制信號(hào)被加到所述變換器，以便控制所述變換器的所述輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變換器控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置包括諧波發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生具有所述預(yù)定頻率的余弦信號(hào)和正弦信號(hào);和計(jì)算裝置，為接收所述余弦信號(hào)，所述正弦信號(hào)和所述輸入信號(hào)而連接并用以產(chǎn)生所述預(yù)定頻率的所述余弦分量和所述正弦分量的所述瞬時(shí)值;所述計(jì)算裝置包括第一乘法裝置，用于根據(jù)所述余弦信號(hào)與所述輸入信號(hào)相乘的結(jié)果而產(chǎn)生第一乘積信號(hào);第二乘法裝置，用于根據(jù)所述正弦信號(hào)與所述輸入信號(hào)相乘的結(jié)果產(chǎn)生第二乘積信號(hào);第一控制裝置，為接收所述第一乘積信號(hào)作為第一輸入信號(hào)而連接，用于對(duì)所述第一輸入信號(hào)執(zhí)行積分運(yùn)算，以產(chǎn)生所述余弦分量的幅值，第二控制裝置，為接收所述第二乘積信號(hào)作為第二輸入信號(hào)而連接，用于對(duì)第二輸入信號(hào)執(zhí)行積分運(yùn)算，以產(chǎn)生所述正弦分量的幅值，第三乘法裝置，用于根據(jù)所述余弦信號(hào)同所述余弦分量的所述幅值的相乘結(jié)果，產(chǎn)生所述予定頻率的所述余弦分量的所述瞬時(shí)值，和第四乘法裝置，用于根據(jù)所述正弦信號(hào)同所述正弦分量的所述幅值相乘的結(jié)果，產(chǎn)生所述予定頻率所述正弦分量的所述瞬時(shí)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的變換器控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置還包括連到所述計(jì)算裝置的第一加法裝置，用于根據(jù)所述予定頻率所述余弦和正弦分量的所述瞬時(shí)值的相加結(jié)果，產(chǎn)生第一和信號(hào);所述調(diào)制因數(shù)發(fā)生裝置包括為接收所述差值而連接的控制裝置，用于對(duì)所述差值執(zhí)行積分運(yùn)算和/或比例運(yùn)算，以產(chǎn)生基于運(yùn)算結(jié)果的信號(hào)，連接到所述第一加法裝置和所述控制裝置的第二加法裝置，用于根據(jù)所述第一和信號(hào)與所述控制裝置的所述信號(hào)的相加結(jié)果產(chǎn)生第二和信號(hào);和第三加法裝置，該裝置連接到所述基準(zhǔn)產(chǎn)生裝置和所述第二加法裝置，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)值和所述第二和信號(hào)的相加結(jié)果產(chǎn)生所述調(diào)制因數(shù)，和所述選通控制裝置包括載波發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生載波，和選通信號(hào)發(fā)生裝置，該裝置連到所述調(diào)制因數(shù)發(fā)生裝置和所述載波發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述調(diào)制因數(shù)和所述載波產(chǎn)生所述脈寬調(diào)制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的變換器控制裝置，其特征在于所述基準(zhǔn)發(fā)生裝置產(chǎn)生用于所述變換器的所述輸出電壓的所述基準(zhǔn)值;所述檢測(cè)裝置檢測(cè)作為所述電量的電壓并產(chǎn)生表示所述變換器的所述輸出電壓的所述輸出信號(hào);和所述高次諧波消除裝置產(chǎn)生所述預(yù)定頻率電壓的所述余弦和正弦分量的所述瞬時(shí)值;借此從所述變換器的所述輸出電壓消除了所述預(yù)定頻率的諧波電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的變換器控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置接收所述差值作為其所述輸入信號(hào)，和所述諧波發(fā)生裝置產(chǎn)生所述余弦信號(hào)和所述正弦信號(hào)的頻率是所述變換器的所述輸出電壓基波頻率的奇數(shù)倍頻;借此，從所述變換器的所述輸出電壓中消除奇數(shù)次諧波電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的變換器控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置接收所述差值作為其所述輸入信號(hào);和所述高次諧波消除裝置包括多個(gè)低次至高次的所述諧波發(fā)生裝置和多個(gè)所述低次至所述高次的所述計(jì)算裝置;多個(gè)所述低次到所述高次的所述諧波發(fā)生裝置分別產(chǎn)生頻率為所述低次至所述高次的所述余弦信號(hào)和所述正弦信號(hào);多個(gè)所述低次到所述高次的所述計(jì)算裝置為接收所述輸入信號(hào)而連接并被連到多個(gè)所述低次到所述高次的所述諧波發(fā)生裝置，并分別產(chǎn)生所述低次到所述高次的所述頻率的所述余弦和正弦分量的所述瞬時(shí)值。所述低次到所述高次的所述頻率是所述變換器的所述輸出電壓基波頻率的奇數(shù)倍，所述奇數(shù)的范圍從所述低次數(shù)直至所述高次數(shù);所述第一加法裝置被連到所述多個(gè)計(jì)算裝置，用以將所述低次到所述高次的所述頻率的所述余弦和正弦分量的所述瞬時(shí)值相加，以產(chǎn)生所述第一和信號(hào);借此，從所述變換器的所述輸出電壓消除了多次諧波電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的變換器控制裝置，其特征在于所述奇數(shù)包括三，五，七，九和十一。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的變換器控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置接收表示所述變換器的所述輸出電壓的所述輸出信號(hào)作為其所述輸入信號(hào);和所述計(jì)算裝置還包括，第一校正裝置，該裝置為接收所述第一乘積信號(hào)而連接，用以產(chǎn)生第一校正信號(hào)而校正所述第一乘積信號(hào)，和為接收所述第二乘積信號(hào)而連接的第二校正裝置，用以產(chǎn)生第二校正信號(hào)而校正所述第二乘積信號(hào)，所述第一控制裝置接收所述第一校正信號(hào)，替代所述第一乘積信號(hào)作為所述第一輸入信號(hào)，和所述第二控制裝置接收所述第二校正信號(hào)而不是所述第二乘積信號(hào)作為所述第二輸入信號(hào);所述諧波發(fā)生裝置產(chǎn)生所述余弦信號(hào)和所述正弦信號(hào)，這些信號(hào)的頻率是所述變換器的所述輸出電壓基波頻率的奇數(shù)倍;借此，從所述變換器的所述輸出電壓中消除了奇數(shù)諧波電壓;
9.根據(jù)權(quán)利要求3的變換器控制裝置，其特征在于所述基準(zhǔn)發(fā)生裝置產(chǎn)生所述變換器的所述輸出電流的所述基準(zhǔn)值，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)作為所述電量的電流并產(chǎn)生表示所述變換器的所述輸出電流的所述輸出信號(hào);和所述高次諧波消除裝置產(chǎn)生所述預(yù)定頻率電流的所述余弦和正弦分量的所述瞬時(shí)值;借此，從所述變換器的所述輸出電流消除了所述預(yù)定頻率的諧波電流;
10.根據(jù)權(quán)利要求9的變換器的控制裝置，其特征在于所述高次諧波消除裝置接收所述差值，作為其所述輸入信號(hào);和所述諧波發(fā)生裝置產(chǎn)生所述余弦信號(hào)和所述正弦信號(hào)，這些信號(hào)的頻率是所述變換器的所述輸出電流的基波頻率的奇數(shù)倍;從而，從所述變換器的所述輸出電流中消除了奇數(shù)次諧波電流。
全文摘要
脈寬調(diào)制控制型變換器的控制裝置，該裝置包括產(chǎn)生變換器輸出基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)發(fā)生器，檢測(cè)變換器輸出電壓或電流的檢測(cè)器，以產(chǎn)生輸出信號(hào)，產(chǎn)生基準(zhǔn)值和輸出信號(hào)之差的比較器和為接收輸出信號(hào)和作為其輸入信號(hào)的差值之一而連接的高次諧波消除電路，用以產(chǎn)生預(yù)定頻率的余、正弦分量瞬時(shí)值，為接收差值，基準(zhǔn)值和瞬時(shí)值而連接的調(diào)制因數(shù)發(fā)生電路，以及根據(jù)調(diào)制因數(shù)產(chǎn)生加到變換器以控制其輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)的選通控制電路。
文檔編號(hào)H02M7/42GK1098827SQ9410032
公開日1995年2月15日 申請(qǐng)日期1994年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月25日
發(fā)明者沖崎和孝, 川上和人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝