專利名稱：正弦波逆變器偏磁的控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能變換裝置，特別涉及單相和三相正弦波逆變器、單相和三相在線式不間斷電源(UPS)等的正弦波逆變器偏磁的控制方法及其裝置。
背景技術(shù)：
逆變器是一種將直流電變換成交流電的裝置。其中，以正弦波形輸出的就是正弦波逆變器，近年來發(fā)展較為迅速的UPS就是逆變器的一個典型應(yīng)用。UPS及以它為核心的供電系統(tǒng)被設(shè)置在市電電網(wǎng)與負(fù)載設(shè)備之間，主要目的是改善對負(fù)載的供電質(zhì)量，并在市電故障時，保證負(fù)載設(shè)備的正常運(yùn)行。
UPS的基本功能必須包含以下幾個部分逆變輸出、市電跟蹤、安全保護(hù)(包括過載保護(hù)、輸出電壓故障保護(hù)、市電檢測、電池檢測等)、旁路控制、報警以及監(jiān)控等。在傳統(tǒng)的UPS控制中，以上各個環(huán)節(jié)都是以模擬電路實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計周期長，電路調(diào)試復(fù)雜，而且系統(tǒng)的升級換代通常伴隨著硬件的大幅度更換，硬件成本高。因此，近年來數(shù)字控制方式以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為了當(dāng)今UPS等逆變電源的發(fā)展趨勢。
在線雙變換式UPS的工作原理如下市電正常時，市電電能一方面經(jīng)AC/DC、DC/AC兩級傳給負(fù)載，一方面經(jīng)充電器給電池充電；市電異常時，由電池通過逆變器向負(fù)載提供能量。工作于在線雙變換方式的UPS只有在UPS故障的情況下才會允許市電向負(fù)載供電。不管在市電是否正常的情況下，負(fù)載的電壓都是由逆變器供給，即逆變器始終處于工作狀態(tài)。因此逆變器是UPS的核心部件，逆變器的輸出波形質(zhì)量以及其安全性能直接決定著UPS的供電性能及可靠性程度。
逆變器由功率單元和逆變控制單元兩部分組成，單相逆變器的功率單元可以采用全橋等電路拓?fù)洹Ｒ匀珮蚰孀兤鳛槔?，在?shí)際運(yùn)行中，各種因素，如正弦調(diào)制波或三角載波存在直流分量、功率開關(guān)管關(guān)斷時的存儲時間不一致以及有關(guān)限流保護(hù)策略的應(yīng)用等，都有可能使得變壓器原邊的直流分量難以避免，引起變壓器的偏磁，即直流不平衡。一定程度的直流偏磁問題就有可能致使逆變橋的輸出變壓器的鐵心單相飽和，勵磁電流激增，從而加大了變壓器的損耗，降低了效率，嚴(yán)重時甚至還會引起變壓器的顛覆，嚴(yán)重影響了逆變器的正常運(yùn)行。
在變壓器鐵心加氣隙、增加隔直電容以及盡量選擇飽和壓降和存儲時間特性一致的功率開關(guān)管等方法雖能在一定程度上減小輸出電壓的直流分量，并不能完全消除輸出電壓的直流分量?，F(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的調(diào)節(jié)偏磁的方法是事先采用濾波電路提取逆變器橋臂中點(diǎn)的電位，并以此來相應(yīng)的調(diào)節(jié)調(diào)理電路的基準(zhǔn)以達(dá)到輸出不含偏置的目的。該方法雖然實(shí)用，但它只是一種靜態(tài)的調(diào)節(jié)方案，于逆變器運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的輸出變壓器的偏磁現(xiàn)象無能為力，而且對于不同的機(jī)器又必須進(jìn)行重復(fù)的調(diào)節(jié)工作，因此可靠性及系統(tǒng)適應(yīng)性欠佳。
在逆變器采用數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)以后，尤其是以定點(diǎn)微處理器實(shí)現(xiàn)的逆變系統(tǒng)，由于數(shù)值運(yùn)算造成的數(shù)字量化誤差不斷積累造成了輸出電壓波形的漂移，也有可能導(dǎo)致變壓器的飽和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可動態(tài)抑制偏磁、系統(tǒng)可靠性高、性能穩(wěn)定、適用性強(qiáng)的正弦波逆變器偏磁的控制方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于該方法包括采用輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整和采用逆變器電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整兩個步驟。
所述的輸出電壓閉環(huán)調(diào)整是先以變壓器采樣逆變器的輸出電壓，接著將采樣變壓器的輸出電壓以電阻進(jìn)行降壓處理，降壓后的反饋電壓信號再經(jīng)電壓調(diào)理電路后疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后A/D轉(zhuǎn)換器再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器的相應(yīng)內(nèi)存單元；微控制器根據(jù)采樣電壓實(shí)時計算輸出電壓調(diào)理電路的偏置電壓值，同時還實(shí)時計算數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器的輸出值的平均值，并通過閉環(huán)調(diào)整將其校正至設(shè)定值，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
所述的設(shè)定值為保證逆變器電流的直流量小于逆變器滿載電流值的2％。
所述的逆變器電流閉環(huán)調(diào)整是首先將電流霍爾傳感器串于逆變橋的輸出與輸出變壓器相連的傳輸線上或逆變器輸出電感的傳輸線上，并以采樣電阻將霍爾電流傳感器所采得的逆變器電流信息以電壓的形式表示出來；接著，將該電壓形式表示的反饋電流經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后A/D轉(zhuǎn)換器再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器的相應(yīng)內(nèi)存單元；微控器根據(jù)電流采樣的結(jié)果實(shí)時計算電流的偏移量和需要的動態(tài)調(diào)整量，并通過閉環(huán)調(diào)整將數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出中心值校正到預(yù)先的設(shè)定值，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
所述的設(shè)定值為保證逆變器電流的直流量小于逆變器滿載電流值的2％。
一種根據(jù)上述的控制方法設(shè)計的正弦波逆變器偏磁的控制裝置，它是由逆變功率電路和逆變控制電路組成。所述的逆變控制電路包括逆變器的電流采樣電路、輸出電壓采樣電路、微控制器以及功率管的驅(qū)動電路；所述的逆變器電流采樣電路包括霍爾傳感器、電流調(diào)理電路和第二A/D轉(zhuǎn)換單元；霍耳傳感器采樣逆變器電流，其輸出端經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路與第二A/D轉(zhuǎn)換單元連接；所述的輸出電壓采樣電路包括輸出采樣變壓器、電壓調(diào)理電路和第一A/D轉(zhuǎn)換單元；輸出采樣變壓器采樣逆變輸出電壓，其輸出端經(jīng)過電壓調(diào)理電路與第一A/D轉(zhuǎn)換單元連接；微控制器輸出的正弦脈寬信號經(jīng)隔離驅(qū)動電路后連接功率開關(guān)管。
本發(fā)明主要是通過微控制器(如數(shù)字信號處理器)實(shí)現(xiàn)，使得以數(shù)字化方式控制的逆變系統(tǒng)本身具有瞬時調(diào)節(jié)偏磁的能力。
從逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)考慮，輸出變壓器原邊電壓不對稱的原因來自于兩個大的方面，一個是逆變器的驅(qū)動信號上下不對稱，另一個是主功率電路原器件性能不夠理想。在數(shù)字控制逆變系統(tǒng)中，數(shù)字量化誤差的累積是造成驅(qū)動信號上下不對稱的一個原因，此外，數(shù)字控制系統(tǒng)中調(diào)理電路的基準(zhǔn)(A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)、運(yùn)算放大器輸入信號的直流偏置)漂移也是導(dǎo)致輸出存在直流偏置的一個原因。
本發(fā)明主要以軟硬件結(jié)合的方式來消除數(shù)字量化截斷誤差積累的影響以及調(diào)理電路的基準(zhǔn)不準(zhǔn)確(與理想設(shè)計值之間有差異)造成的開關(guān)管驅(qū)動信號的不對稱，這樣就消除了控制電路對輸出變壓器偏磁的影響。另外，增加一個電流霍爾傳感器采樣逆變器電流并以此來反映當(dāng)前逆變器的工作狀態(tài)，通過微控制器獲取的逆變器電流的瞬時值計算出電流的中心值，再以此來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的偏磁，從而達(dá)到最終消除偏磁的目的。
因而，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)及技術(shù)效果(1)動態(tài)抑制偏磁，系統(tǒng)可靠性高；(2)無需手動調(diào)節(jié)，對各種規(guī)格的產(chǎn)品適用性強(qiáng)，生產(chǎn)人工成本降低；(3)軟件程序?qū)崿F(xiàn)，逆變器性能不容易因器件受老化、振動等因素影響而降低；下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明的數(shù)字控制逆變系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明的數(shù)字控制逆變系統(tǒng)偏磁調(diào)節(jié)的原理框圖；圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的樣機(jī)總體結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明的逆變器電流采樣電路的電路圖；圖5為本發(fā)明的輸出電壓采樣電路的電路圖；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例的輸出電壓、逆變器電流波形圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的數(shù)字控制正弦波逆變器包括由逆變電路組成的功率單元和逆變控制單元兩部分。
圖1是逆變器的控制結(jié)構(gòu)原理框圖。逆變控制單元主要包括逆變器的輸出電壓采樣電路2、逆變器電流采樣電路1、微控制器3以及功率管的驅(qū)動電路4。
本發(fā)明的正弦波逆變器偏磁的控制方法包括采用輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整和采用逆變器電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整兩個步驟。
所述的輸出電壓采樣電路2包括輸出采樣變壓器21、電壓調(diào)理電路22和第一A/D轉(zhuǎn)換單元23。逆變器6的輸出電壓用采樣變壓器21采樣，采樣之后的電壓經(jīng)電阻R分壓處理后得到交變的正弦波電壓Vf”，Vf”經(jīng)過電壓調(diào)理電路22疊加上一定的直流偏置電壓dm后，以Vf”+dm的形式輸送給第一A/D轉(zhuǎn)換器23，然后第一A/D轉(zhuǎn)換器23再將轉(zhuǎn)換之后的結(jié)果交給微控制器3進(jìn)行相關(guān)處理。
所述的逆變器電流采樣電路1包括霍爾傳感器11、電流調(diào)理電路12和第二A/D轉(zhuǎn)換單元13。逆變器輸出變壓器30原邊電流的采樣是用電流霍爾傳感器11采樣，目的是能夠獲取電流信號中的直流成分。采樣后電流信號的電流調(diào)理電路12基本與電壓采樣的電壓調(diào)理電路22類似，也同樣需要在交變的電流信號上疊加上電流調(diào)理電路12的直流偏置dm后，再送給第二A/D轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。同樣，微控制器3也必須從第二A/D轉(zhuǎn)換器13處獲取電流信號的數(shù)字量結(jié)果。即，微控制器3獲得的輸出電壓和逆變器電流采樣信號的具體實(shí)現(xiàn)過程如下(1)輸出電壓采樣先以采樣變壓器21采樣逆變器的輸出電壓，接著將采樣變壓器21的副邊電壓以電阻進(jìn)行降壓處理，降壓后的反饋電壓信號再經(jīng)電壓調(diào)理電路22后疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到第一A/D轉(zhuǎn)換器23進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后第一A/D轉(zhuǎn)換器23再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器3的相應(yīng)內(nèi)存單元。微控制器3根據(jù)采樣電壓實(shí)時計算輸出電壓調(diào)理電路22的偏置電壓值，同時還實(shí)時計算數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器的輸出值的平均值，并通過閉環(huán)調(diào)整將其校正至設(shè)定值，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
(2)逆變器電流采樣首先將電流霍爾傳感器11串于逆變器6的輸出與輸出變壓器30相連的傳輸線上，并以采樣電阻將霍爾感應(yīng)所得的電流信息以電壓的形式表示出來。接著，將該電壓形式表示的反饋電流經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路12疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到第二A/D轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后第二A/D轉(zhuǎn)換器13再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器3的相應(yīng)內(nèi)存單元。微控器3根據(jù)電流采樣的結(jié)果實(shí)時計算電流的偏移量和需要的動態(tài)調(diào)整量，并通過閉環(huán)調(diào)整將數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出中心值校正到預(yù)先的設(shè)定值(所述的設(shè)定值為保證逆變器電流的直流量小于逆變器滿載電流值的2％)，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
(注在以上采樣過程中，A/D轉(zhuǎn)換器可能被包含在微控制器3的內(nèi)部。即，有些微控制器3是自帶A/D轉(zhuǎn)換器的，如TI公司的某些型號的數(shù)字信號處理器芯片)這樣，微控制器3通過以上電路得到了需要的電壓電流信息后，就可通過軟件處理來輸出開關(guān)管的SPWM驅(qū)動控制信號。當(dāng)然，在微控制器3與功率電路之間也必須設(shè)置功率管的驅(qū)動電路4。
本發(fā)明數(shù)字控制逆變系統(tǒng)的工作原理是逆變器6的實(shí)現(xiàn)采用電壓閉環(huán)瞬時值調(diào)節(jié)方式，即，將微控制器3獲取的當(dāng)前逆變器6的反饋電壓進(jìn)行相關(guān)的處理后，與正弦基準(zhǔn)進(jìn)行比較，再通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄝ敵瞿孀兤鞴β使艿拈_通控制信號，從而形成逆變器6的電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以滿足逆變器6的輸出電壓波形要求。在電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由于輸出變壓器30的隔直作用，逆變器6的輸出電壓是交變的正弦信號，以采樣變壓器21采樣后，經(jīng)過電壓調(diào)理電路22降壓處理并疊加上一定的直流偏置信號dm形成了滿足后級電路的電平要求的單極性信號。一般情況下，微處理器3并不知道當(dāng)前電壓調(diào)理電路22或電流調(diào)理電路12的直流偏置信號dm，而且由于第一A/D轉(zhuǎn)換器23或第二A/D轉(zhuǎn)換器13基準(zhǔn)的影響，采樣信號的零偏實(shí)際會有偏移，這樣就使得輸入給電壓調(diào)節(jié)器的反饋電壓Vf與正弦基準(zhǔn)Vr之間的差值E含有直流成分，從而影響開關(guān)管驅(qū)動信號。本發(fā)明就是在一般的電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采取相關(guān)的調(diào)節(jié)方案來抑制逆變控制系統(tǒng)中一切可能造成的輸出變壓器30偏磁的潛在因素(即使逆變器的輸出端沒有輸出變壓器，該發(fā)明的控制方案也可保證逆變器的輸出電壓波形為不含直流成分的正弦波)。
圖2為本發(fā)明調(diào)節(jié)偏磁的控制原理框圖。首先，在數(shù)字化電壓調(diào)節(jié)器中，可通過軟件調(diào)零方式來消除調(diào)理電路的基準(zhǔn)浮動對變壓器偏磁的影響。如圖2所示，微處理器3根據(jù)前面所述的輸出電壓采樣過程在每個采樣周期內(nèi)從A/D轉(zhuǎn)換器13、23處獲取了當(dāng)前反饋電壓的瞬時值(Vf”+dm)之后，將每個正弦周期內(nèi)的反饋電壓瞬時值進(jìn)行累加，動態(tài)計算一個工頻周期內(nèi)反饋電壓的平均值，此時的平均值就是當(dāng)前反饋電壓實(shí)際的直流偏置dm，以此計算所得的dm來取代微處理器3通常情況下默認(rèn)的理想基準(zhǔn)Dm。即，軟件調(diào)零的實(shí)現(xiàn)過程為微處理器3在每個采樣周期中都將反饋電壓的瞬時值(Vf”+dm)進(jìn)行累加，一個正弦周期結(jié)束后就將計算的結(jié)果清零，以備下一個正弦周期再計算新的結(jié)果，以此方式就計算出了每個正弦周期內(nèi)反饋電壓的平均值，也就是當(dāng)前的實(shí)際直流偏置。然后再將每次的反饋電壓減去當(dāng)前計算所得的直流偏置就得到了不含直流成分的反饋電壓了。這樣，不管在任何情況下調(diào)理電路的電壓浮動都不會對輸出電壓產(chǎn)生影響。
在消除了調(diào)零電路基準(zhǔn)的浮動影響后，為了消除逆變器6的截斷誤差累積以及主功率電路參數(shù)不一致等的影響，本發(fā)明在電壓調(diào)節(jié)器的前端引入一個電流中心值調(diào)節(jié)器來實(shí)時消除偏磁。調(diào)節(jié)原理是根據(jù)微處理器3獲取的當(dāng)前輸出變壓器原邊電流的瞬時值計算出電流的平均值，如果平均值大于零，說明輸出變壓器含有正的直流偏置，則應(yīng)該將基準(zhǔn)正弦Vr與反饋電壓Vf的誤差E減去一定的偏置以使得輸出電壓的中心值降低；反之，如果平均值小于零，說明輸出變壓器30含有負(fù)的直流偏置，那么就應(yīng)該在誤差電壓E上加上一定的直流偏置以使得輸出電壓的中心值抬高。
偏磁調(diào)節(jié)的具體過程是(1)微處理器3根據(jù)前面所述的原邊電流采樣方式在每個采樣周期內(nèi)獲得了當(dāng)前輸出變壓器30原邊電流的采樣值后，在逆變器6開始偏磁調(diào)節(jié)的前一個周期內(nèi)保存該周期內(nèi)所有采樣點(diǎn)的電流采樣瞬時值并逐點(diǎn)累加以計算該周期的平均值。
(2)偏磁調(diào)節(jié)中，在每個電流的采樣點(diǎn)上都計算出以當(dāng)前點(diǎn)為終點(diǎn)的前一個正弦周期的電流中心值。即，每次計算的中心值是以當(dāng)前點(diǎn)為終點(diǎn)的前N個點(diǎn)的平均值(N為一個正弦周期的采樣/調(diào)控點(diǎn)數(shù))。
如，在計算第k點(diǎn)時，前一個正弦周期的原邊電流中心值為Ir(k)=Σj=k-N+1k(Ioj′′-dm)N]]>第k+1點(diǎn)時，前一個正弦周期的原邊電流中心值為Ir(k+1)=Σj=(k+1)-N+1k+1(Ioj′′-dm)N]]>其中Io″為原邊電流采樣值的數(shù)字量。
(3)將計算所得到的電流的中心值與零相比較，如果兩者之間的差值小于事先設(shè)定的調(diào)節(jié)限值，可考慮不調(diào)節(jié)，即讓偏磁調(diào)節(jié)不起作用；如果兩者之間的差值大于所設(shè)定的調(diào)節(jié)限制，偏磁調(diào)節(jié)就會起作用。如電流中心值大了，說明輸出含正的偏置，那么就將當(dāng)前正弦基準(zhǔn)與反饋的誤差E減小一點(diǎn)；如果電流中心值小了，說明輸出含負(fù)的偏置，那么就將當(dāng)前正弦基準(zhǔn)與反饋的誤差E增加一點(diǎn)。
這樣，只要反饋電流中含有直流成分，該調(diào)節(jié)器就會以此方式對它進(jìn)行調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的裝置如圖3所示，本發(fā)明的正弦波逆變器偏磁的控制裝置是一種數(shù)字控制的50Hz 6KVA的單相UPS。它由逆變功率電路10、逆變控制電路20和輸出變壓器30組成。
逆變控制電路20包括逆變器的逆變器電流采樣電路1、輸出電壓采樣電路2、微控制器3以及功率管的驅(qū)動電路4；所述的輸出變壓器原邊電流采樣電路1包括霍爾傳感器11、電流調(diào)理電路12和第二A/D轉(zhuǎn)換單元13；霍耳傳感器11采樣輸出變壓器30原邊電流，其輸出端經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路12與第二A/D轉(zhuǎn)換單元13連接；所述的輸出電壓采樣電路2包括輸出采樣變壓器21、電壓調(diào)理電路22和第一A/D轉(zhuǎn)換單元23；輸出采樣變壓器21采樣逆變輸出電壓，其輸出端經(jīng)過電壓調(diào)理電路22與第一A/D轉(zhuǎn)換單元23連接；微控制器3輸出的正弦脈寬信號經(jīng)隔離驅(qū)動電路4后連接功率開關(guān)管。
本實(shí)施例中的微控制器3采用的是數(shù)字信號處理器芯片TMS320F240。A/D轉(zhuǎn)換器13、23采用的是TMS320F240芯片本身自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖3為樣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)框圖，圖4、圖5分別為圖3中的逆變器電流采樣電路1和輸出電壓的采樣電路2。由于TMS320F240芯片為單電源供電，反饋給TMS320F240芯片的信號不可為雙極性的，因此圖4和圖5都采用了疊加直流偏置的調(diào)理電路。
圖6為本實(shí)施例在采用本發(fā)明時的逆變系統(tǒng)輸出電壓、逆變器原邊電流實(shí)驗(yàn)波形。CH1為輸出電壓(采樣變壓器變比為220∶18.9)，CH3為原邊電流(電流霍爾規(guī)格為50A∶50mA，采樣電阻為100Ω，即采樣系數(shù)為10∶1)。由圖可見，本發(fā)明可很好地抑制偏磁。
權(quán)利要求
1.一種正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于該方法包括采用輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整和采用逆變器電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整兩個步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于所述的輸出電壓閉環(huán)調(diào)整是先以變壓器采樣逆變器的輸出電壓，接著將采樣變壓器的輸出電壓以電阻進(jìn)行降壓處理，降壓后的反饋電壓信號再經(jīng)電壓調(diào)理電路后疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后A/D轉(zhuǎn)換器再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器的相應(yīng)內(nèi)存單元；微控制器根據(jù)采樣電壓實(shí)時計算輸出電壓調(diào)理電路的偏置電壓值，同時還實(shí)時計算數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器的輸出值的平均值，并通過閉環(huán)調(diào)整將其校正至設(shè)定值，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于所述的設(shè)定值為保證逆變器電流的直流量小于逆變器滿載電流值的2％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于所述的逆變器電流閉環(huán)調(diào)整是首先將電流霍爾傳感器串于逆變橋的輸出與輸出變壓器相連的傳輸線上或逆變器輸出電感的傳輸線上，并以采樣電阻將霍爾電流傳感器所采得的逆變器電流信息以電壓的形式表示出來；接著，將該電壓形式表示的反饋電流經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路疊加上直流偏置dm，然后將疊加過直流偏置的信號送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，最后A/D轉(zhuǎn)換器再將轉(zhuǎn)換所得到的結(jié)果送到微控制器的相應(yīng)內(nèi)存單元；微控器根據(jù)電流采樣的結(jié)果實(shí)時計算電流的偏移量和需要的動態(tài)調(diào)整量，并通過閉環(huán)調(diào)整將數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出中心值校正到預(yù)先的設(shè)定值，以消除逆變器偏磁或消除輸出電流的直流分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的正弦波逆變器偏磁的控制方法，其特征在于所述的設(shè)定值為保證逆變器電流的直流量小于逆變器滿載電流值的2％。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法設(shè)計的正弦波逆變器偏磁的控制裝置，它是由逆變功率電路和逆變控制電路組成；其特征在于所述的逆變控制電路包括逆變器的電流采樣電路、輸出電壓采樣電路、微控制器以及功率管的驅(qū)動電路；所述的逆變器電流采樣電路包括霍爾傳感器、電流調(diào)理電路和第二A/D轉(zhuǎn)換單元；霍耳傳感器采樣逆變器電流，其輸出端經(jīng)過采樣電流調(diào)理電路與第二A/D轉(zhuǎn)換單元連接；所述的輸出電壓采樣電路包括輸出采樣變壓器、電壓調(diào)理電路和第一A/D轉(zhuǎn)換單元；輸出采樣變壓器采樣逆變輸出電壓，其輸出端經(jīng)過電壓調(diào)理電路與第一A/D轉(zhuǎn)換單元連接；微控制器輸出的正弦脈寬信號經(jīng)隔離驅(qū)動電路后連接功率開關(guān)管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正弦波逆變器偏磁的控制方法，該方法包括采用輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整和采用逆變器電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整兩個部分。所述的控制裝置由逆變功率電路和逆變控制電路組成；逆變控制電路包括逆變器的電流采樣電路、輸出電壓采樣電路、微控制器以及功率管的驅(qū)動電路。其控制方法為微控制器根據(jù)采樣電壓實(shí)時計算輸出電壓調(diào)理電路的偏置電壓值，實(shí)時計算數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器的輸出值的平均值，并進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整。本發(fā)明主要以軟硬件結(jié)合的方式來消除數(shù)字量化截斷誤差積累的影響以及調(diào)理電路的基準(zhǔn)不準(zhǔn)造成的開關(guān)管驅(qū)動信號的不對稱，這樣就消除了控制電路對輸出變壓器偏磁的影響。具有可動態(tài)抑制偏磁、系統(tǒng)可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02M7/40GK1645731SQ20041001525
公開日2005年7月27日 申請日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月19日
發(fā)明者陳成輝, 李明珠, 邢巖 申請人:廈門科華恒盛股份有限公司