一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及逆變電路控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載 的控制方法和控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于三相半橋逆變器(直流母線(xiàn)電壓中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)沒(méi)有接在一起），因?yàn)槿嚯?路之間有耦合關(guān)系，所以在接不平衡負(fù)載時(shí)，三相輸出電壓會(huì)有較大的差異，即三相輸出電 壓中既含有正序分量，也含有負(fù)序分量，負(fù)序分量的存在使得三相半橋電路的輸出電壓無(wú) 法穩(wěn)定地保持在在220V/50HZ的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法和控制系 統(tǒng)，能夠使三相半橋逆變器的三相輸出電壓的幅值基本相等，保持穩(wěn)定輸出，可實(shí)施性強(qiáng)。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] 第一方面，提供一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法，包括：
[0006] 將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量和負(fù)序分量分離，以便產(chǎn)生直流量 和二倍頻諧波；
[0007] 濾除二倍頻諧波后，把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成，以便使三相輸出 電壓的幅值基本相等。
[0008] 其中，所述將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量和負(fù)序分量分離，以便 產(chǎn)生直流量和二倍頻諧波，包括：
[0009] 在正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn)化為直流 量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波；
[0010]在反轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為直流 量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波。
[0011] 其中，所述濾除二倍頻諧波，包括，使用陷波濾波器濾除二倍頻諧波，使得所述二 倍頻諧波的輸出為〇和所述直流量的輸出為220V/50HZ。
[0012] 其中，所述濾除二倍頻諧波之前，包括：
[0013] 對(duì)所述直流量和二倍頻諧波進(jìn)行坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換，所述坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換的公式為：
5
[0016]其中，ω為電網(wǎng)電壓的角頻率，xa、xb、xc分另Ij為αβ坐標(biāo)系中的三軸分量，Xd和Xq分別 為dq坐標(biāo)系中的兩軸分量，X為電壓值或電流值。
[0017]其中，所述把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成之后，還包括：
[0018]對(duì)被重新合成的正序分量和負(fù)序分量的輸出量進(jìn)行逆變處理。
[0019] 第二方面，提供一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制系統(tǒng)，包括：
[0020] 分離單元，用于將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量和負(fù)序分量分離， 以便產(chǎn)生直流量和二倍頻諧波；
[0021] 濾除單元，用于濾除二倍頻諧波后，把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成，以 便使三相輸出電壓的幅值基本相等。
[0022] 其中，所述分離單元，具體用于：
[0023]在正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn)化為直流 量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波；
[0024]在反轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為直流 量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波。
[0025] 其中，所述濾除二倍頻諧波，包括，使用陷波濾波器濾除二倍頻諧波，使得所述二 倍頻諧波的輸出為〇和所述直流量的輸出為220V/50HZ。
[0026] 其中，所述三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換 單元，用于：
[0027] 對(duì)所述直流量和二倍頻諧波進(jìn)行坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換，所述坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換的公式為：
[0028]
[0029]
[0030]其中，ω為電網(wǎng)電壓的角頻率，xa、xb、xc分別為αβ坐標(biāo)系中的三軸分量，Xd和Xq分別 為dq坐標(biāo)系中的兩軸分量，X為電壓值或電流值。
[0031] 其中，所述三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制系統(tǒng)還包括逆變單元，所述逆變 單元，用于對(duì)被重新合成的正序分量和負(fù)序分量的輸出量進(jìn)行逆變處理。
[0032] 本發(fā)明的有益效果在于:一種三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法和控制系 統(tǒng)，包括分離單元和濾除單元，所述分離單元，用于將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正 序分量和負(fù)序分量分離，以便產(chǎn)生直流量和二倍頻諧波;所述濾除單元，用于濾除二倍頻諧 波后，把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成，以便使三相輸出電壓的幅值基本相等?？?見(jiàn)，該三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法和控制系統(tǒng)，能夠使三相半橋逆變器的三 相輸出電壓的幅值基本相等，保持穩(wěn)定輸出，可實(shí)施性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0034] 圖1是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法第一個(gè)實(shí)施例的方 法流程圖。
[0035] 圖2是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法第二個(gè)實(shí)施例的方 法流程圖。
[0036]圖3是本發(fā)明提供的應(yīng)用三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法進(jìn)行正序分量 和負(fù)序分量分尚的控制框圖。
[0037]圖4是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法的正序分量和負(fù)序 分量的控制框圖。
[0038] 圖5是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)方框圖。
[0039] 圖6是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 為使本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面 將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅 是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042]請(qǐng)參考圖1，其是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法第一個(gè) 實(shí)施例的方法流程圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法，可 應(yīng)用于各種形式的三相半橋逆變器。
[0043]該三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法，包括：
[0044]步驟SlOl、將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量和負(fù)序分量分離，以便 產(chǎn)生直流量和二倍頻諧波。
[0045]需要說(shuō)明的是，交流電力系統(tǒng)一般都是ABC三相的，而電力系統(tǒng)的正序分量、負(fù)序 分量和零序分量便是根據(jù)ABC三相的順序來(lái)定的。其中，正序分量為A相領(lǐng)先B相120度，B相 領(lǐng)先C相120度，C相領(lǐng)先A相120度。負(fù)序分量為A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落 后A相120度。零序分量為ABC三相相位相同，哪一相也不領(lǐng)先，哪一相也不落后。
[0046]步驟S102、濾除二倍頻諧波后，把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成，以便使 三相輸出電壓的幅值基本相等。
[0047] 需要說(shuō)明的是，實(shí)際應(yīng)用的交流電力系統(tǒng)不可避免會(huì)有一些損耗，絕對(duì)的三相輸 出電壓的幅值相等一般是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，所以，只要求三相輸出電壓的幅值基本相等即可。
[0048] 其中，濾除二倍頻諧波和把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成的方法很多， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)公知常識(shí)，在本技術(shù)方案的技術(shù)背景下，選用各種形式，只要能夠 分別實(shí)現(xiàn)濾除二倍頻諧波和把被分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成的目的即可，此處不 再舉例贅述
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法，能夠使三相半橋 逆變器的三相輸出電壓的幅值基本相等，保持穩(wěn)定輸出，可實(shí)施性強(qiáng)。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 請(qǐng)參考圖2,其是本發(fā)明提供的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法第二個(gè) 實(shí)施例的方法流程圖。本發(fā)明實(shí)施例的三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法在第一個(gè) 實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對(duì)把三相輸出電壓分離成正序分量和負(fù)序分量、濾除二倍頻諧波和把被 分離的正序分量和負(fù)序分量重新合成的過(guò)程分別進(jìn)行了具體說(shuō)明。
[0052] 該三相半橋逆變器的不平衡負(fù)載的控制方法，包括：
[0053]步驟S201a、在正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn) 化為直流量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波。
[0054]步驟S201b、在反轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的負(fù)序分量轉(zhuǎn) 化為直流量，將三相半橋逆變器的三相輸出電壓的正序分量轉(zhuǎn)化為二倍頻諧波。
[0055] 需要說(shuō)明的是，步驟S201a和步驟S201b并無(wú)先后順序之分，兩者擇一實(shí)施。
[0056] 步驟S202、對(duì)所述直流量和二倍頻諧波進(jìn)行坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換。
[0057] 其中，所述坐標(biāo)映射轉(zhuǎn)換的公式為：
[0058]
[0059]
[0060]其中，ω為電網(wǎng)電壓的角頻率，xa、xb、xc分別為αβ坐標(biāo)系中的三軸分量，Xd和Xq分別 為dq坐標(biāo)系中的兩軸分量，X為電壓值或電流值。
[0061]上述兩式實(shí)際上是abc坐標(biāo)系與正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，只要將式子中的 ?t改為-cot，即可得到abc坐標(biāo)系與反轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。需要特別注意的是，對(duì) 于輸出的調(diào)制波應(yīng)該加以限幅，以防止出現(xiàn)過(guò)調(diào)制的現(xiàn)象。
[0062]需要說(shuō)明的是：
[0063]在αβ兩相靜止坐標(biāo)系中，輸出電壓的正序分量與負(fù)序分量分別以大小相等、方向 相反的角速度ω和-ω同步反向旋轉(zhuǎn)。表達(dá)式為：
[0064]
[0065]上式中ω為電網(wǎng)電壓的角頻率，Updq和Undq分別為輸出三相電壓的正序分量、負(fù)序 分量在dq坐標(biāo)系下的分量，
[0066] 在dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，對(duì)上式變形整理可得：
[0067]
[0068]也就是說(shuō)，在正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中，正序分量轉(zhuǎn)化為直流量，而負(fù)序分量則轉(zhuǎn)化為二倍 頻的諧波分量；同理，如果將dq坐標(biāo)系以角速度-ω反方向旋轉(zhuǎn)，則負(fù)序分量轉(zhuǎn)化為直流量， 而正序分