一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在=相逆變器應(yīng)用的很多場(chǎng)合，一方面可能需要為單相負(fù)載供電；另一方面在為 =相不平衡負(fù)載供電時(shí)，要求逆變器保持=相輸出電壓的平衡諸如此類(lèi)的場(chǎng)合都需要=相 四線(xiàn)制的逆變器。有多種方法都可W獲得S相四線(xiàn)制逆變器，例如直流側(cè)分裂的S相逆變 器，或者通過(guò)采用變壓器隔離在其副邊獲得中性點(diǎn)的方法來(lái)獲得=相四線(xiàn)制。其中采用= 相四橋臂逆變器是一種簡(jiǎn)潔可行的方式。在某些場(chǎng)合為了提高逆變電源供電系統(tǒng)的可靠性 而采用多臺(tái)逆變器并聯(lián)供電的方式，在此情況下實(shí)現(xiàn)并聯(lián)逆變器間各相電流的均分是一個(gè) 非常重要的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電流均分與各臺(tái)逆變器輸出電壓的幅值、相位及頻率的一致性有密 切的關(guān)系，否則可能由于幅值、相位及頻率偏差超過(guò)并聯(lián)運(yùn)行允許的容差，會(huì)使得某臺(tái)逆變 器過(guò)載運(yùn)行而發(fā)生故障或損壞。
[0003] 一般的=相=線(xiàn)制逆變器實(shí)現(xiàn)并聯(lián)均流的控制技術(shù)較為成熟，由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 的改變及控制復(fù)雜度的增加，討論=相四橋臂逆變器并聯(lián)均流的文獻(xiàn)很少見(jiàn)。關(guān)于= 相四橋臂逆變器的并聯(lián)相關(guān)的控制，南京航空航天大學(xué)申請(qǐng)了一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)?zhí)?201210262631. 1)，針對(duì)一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的=相四橋臂逆變器提出了抑制并聯(lián)環(huán)流的技術(shù)措 施，其主電路并聯(lián)結(jié)構(gòu)與本專(zhuān)利所提之主電路連接方式有顯著的區(qū)別，且在控制結(jié)構(gòu)上也 有明顯的不同之處，且其兩臺(tái)逆變器各相共用了電壓指令信號(hào)和電流指令信號(hào)，與本專(zhuān)利 各模塊獨(dú)立控制是完全不同的。
[0004] 英文文獻(xiàn)"Paralleloperationofcapacity-limitedthree-phasefour-wire activepowerfilters"(lEEProc.-Electr.PowerAppl.,Vol.149.No. 5,September 2002)，該文獻(xiàn)主要討論采用=相四橋臂結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧 波抑制的問(wèn)題，雖然作者在文中也提到可W采用多個(gè)有源電力濾波器并聯(lián)運(yùn)行提高補(bǔ)償容 量的問(wèn)題，但作者并未給出其實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的具體技術(shù)或者措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于共直流母線(xiàn)=相四橋臂逆變器輸出側(cè)并聯(lián)運(yùn)行 的=相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是該樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] (1)首先在系統(tǒng)上電初始階段，進(jìn)行與系統(tǒng)控制相關(guān)的軟件和硬件初始化工作，設(shè) 置主電路電力電子器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為關(guān)斷狀態(tài)電平、設(shè)置程序中相關(guān)控制器變量迭代運(yùn)算 初值，包括設(shè)置程序中ABC各相電壓指令信號(hào)初值和各相頻率初始值分別為31IV和50Hz; [000引（2)各模塊控制程序分別利用其輸出側(cè)的電壓傳感器VSAx、VSBx和VSCx，電流傳 感器CSAx、CSBx、CSCx和CS化，X= 1，2,采樣各相的電容電壓和電感電流；根據(jù)采樣值計(jì)算 各相的有功功率P和無(wú)功功率Q:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 首先在系統(tǒng)上電初始階段，進(jìn)行與系統(tǒng)控制相關(guān)的軟件和硬件初始化工作，設(shè)置 主電路電力電子器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為關(guān)斷狀態(tài)電平、設(shè)置程序中相關(guān)控制器變量迭代運(yùn)算初 值，包括設(shè)置程序中ABC各相電壓指令信號(hào)初值和各相頻率初始值分別為31IV和50Hz ; (2) 各模塊控制程序分別利用其輸出側(cè)的電壓傳感器VSAx、VSBx和VSCx，電流傳感器 CSAx、CSBx、CSCx和CSDx，X = 1，2,采樣各相的電容電壓和電感電流；根據(jù)采樣值計(jì)算各相 的有功功率P和無(wú)功功率Q :
其中M為一個(gè)周期內(nèi)的采樣次數(shù)，M=仁/乙，fs為開(kāi)關(guān)頻率，為調(diào)制波頻率，uA1 (k) 和iA1(k)為第k次對(duì)逆變器各相輸出電容電壓和電感電流采樣的瞬時(shí)值，保存1/4周期的 電流采樣數(shù)據(jù)； (3) 根據(jù)各相實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)的有功功率P和無(wú)功功率Q，利用預(yù)先設(shè)置的電壓和頻率下 垂特性函數(shù)來(lái)更新各相電壓指令信號(hào)的幅值和頻率，并將此更新得到的頻率和電壓值分別 作為控制程序中的頻率指令信號(hào)和電壓外環(huán)控制的幅值指令信號(hào)： ^Al = f O-fflPAl ； uAri= U O-i1Qai ； (4) 利用ABC相電容電壓瞬時(shí)值PR控制與有效值控制相結(jié)合構(gòu)成外環(huán)電壓的復(fù)合控 制，即利用PR瞬時(shí)控制獲得對(duì)正弦指令信號(hào)的良好動(dòng)態(tài)跟蹤性能；利用正弦波有效值控 制彌補(bǔ)PR控制在諧振點(diǎn)有限增益，即將各相電壓瞬時(shí)PR控制的結(jié)果與各相電壓有效值控 制經(jīng)正弦修正的結(jié)果通過(guò)線(xiàn)性疊加后形成ABC各相電感電流的指令信號(hào)i tox、iBM和i &x，X =1，2 ;對(duì)ABC各相電壓有效值PI控制器的輸出做正弦修正，修正項(xiàng)分別為sin (2 π fAxt)、 sin (2 π fBxt+2 π /3)和 sin (2 π fCxt+4 π /3)，x = 1，2,其中 fAx、fBj^P f &應(yīng)分別與 ABC 各相 電壓瞬時(shí)值PR控制器的諧振頻率一致； D相第四橋臂的電流指令信號(hào)imx，X = 1，2通過(guò)對(duì)ABC各相電感電流指令信號(hào)的再次 疊加來(lái)獲得： ^nrl i Arl + iBrl + i〇l; (5) ABC各相分別執(zhí)行其控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的電感電流瞬時(shí)值閉環(huán)控制，第四橋臂D相執(zhí)行 單閉環(huán)電感電流控制，ABCD相的電流控制器均為PI調(diào)節(jié)器； (6) 將ABCD各相電流控制器的輸出信號(hào)用于各相的SPWM調(diào)制，最終形成各相橋臂功率 開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。本發(fā)明包括：在系統(tǒng)上電初始階段，進(jìn)行與系統(tǒng)控制相關(guān)的軟件和硬件初始化工作，設(shè)置主電路電力電子器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為關(guān)斷狀態(tài)電平、設(shè)置程序中相關(guān)控制器變量迭代運(yùn)算初值；根據(jù)采樣值計(jì)算各相的有功功率和無(wú)功功率；將此更新得到的頻率和電壓值分別作為控制程序中的頻率指令信號(hào)和電壓外環(huán)控制的幅值指令信號(hào)；利用ABC相電容電壓瞬時(shí)值PR控制與有效值控制相結(jié)合構(gòu)成外環(huán)電壓的復(fù)合控制，即利用PR瞬時(shí)控制獲得對(duì)正弦指令信號(hào)的良好動(dòng)態(tài)跟蹤性能；將ABCD各相電流控制器的輸出信號(hào)用于各相的SPWM調(diào)制。本發(fā)明采用無(wú)互聯(lián)線(xiàn)的并聯(lián)控制策略，具有更高的可靠性。
【IPC分類(lèi)】H02M7-493
【公開(kāi)號(hào)】CN104767415
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510140917
【發(fā)明人】游江, 鞏冰, 馬佳睿, 周鑫, 張敬南, 孟繁榮
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日