專利名稱：正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及正弦波逆變器并聯(lián)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于 平均電流檢測的三相正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置。 背暈技術(shù)
交流電源的并聯(lián)與直流電源的并聯(lián)有很大的不同，它不僅要跟蹤 電壓幅值的變化，還要跟蹤輸出電壓相位的變化，要時時檢測輸出功 率中的有、無功分量，必須采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)手段使輸出有功、無功達(dá) 到均衡，實現(xiàn)輸出功率的均衡。交流電源并聯(lián)技術(shù)是近幾年來發(fā)展得
較快其技術(shù)也日益成熟， 一般應(yīng)用在UPS電源，大功率逆變器等對供
電功率較大及可靠性較高的場合。
圖1為逆變器并聯(lián)控制裝置的常規(guī)做法框圖，從圖可看出本機(jī)電
流與電壓同時A/D轉(zhuǎn)換后，計算本機(jī)的有功與無功，然后將最大有功、 最小有功、最大無功、最小無功變換成PWM信號，通過并聯(lián)互聯(lián)線的 線與功能，來計算平均有功、平均無功，最后用本機(jī)的有功-平均有功， 本機(jī)無功-平均無功來獲得環(huán)流分量。然后通過無功、有功調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié) 輸出電壓的幅值及相位，使其達(dá)到有功、無功的均分。由于在計算平 均值時采用了 2級模數(shù)轉(zhuǎn)換，所以其控制精度和反映速度大打折扣， 使用控制效果并不是很理想。由于精度的影響，其并聯(lián)的數(shù)量不能太 多。再者由于采用了線與功能實現(xiàn)平均電流的計算，所以其模塊之間 的互聯(lián)線較多從而降低了可靠性。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可使2臺或2臺以上并聯(lián)的UPS 快速實現(xiàn)輸出有、無功均分的正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝 置，主要包括輸出電流信號檢測裝置、平均電流計算裝置、模塊環(huán)流 計算裝置、有功無功計算裝置、無功有功調(diào)節(jié)裝置和逆變器控制部分， 其中通過輸出電流信號檢測裝置中的電流傳感器對本模塊的輸出電流 進(jìn)行檢測采樣，并將檢測到的電流信號傳輸給平均電流計算裝置和本 模塊環(huán)流計算裝置，該平均電流計算裝置利用各模塊的輸出電流完成 平均電流計算，并將計算結(jié)果傳輸給各模塊環(huán)流計算裝置，該模塊環(huán) 流計算裝置將本模塊電流與平均電流相減，得到環(huán)流分量，并分別將 結(jié)果傳輸給本模塊的有功無功計算裝置，該裝置根據(jù)輸出電壓及環(huán)流 分量完成本模塊有功環(huán)流、無功環(huán)流的計算，并分別輸出給無功有功 調(diào)節(jié)裝置，逆變器控制部分接受無功調(diào)節(jié)裝置的輸出來控制輸出電壓 的大小達(dá)到無功均分，接受有功調(diào)節(jié)裝置的輸出來控制輸出電壓相位 的微調(diào)達(dá)到有功均分。
本實用新型利用簡單的RC網(wǎng)絡(luò)就能實現(xiàn)平均電流的檢測，具有電 路實現(xiàn)簡單、檢測速度快、精度高、不存在采樣延時等諸多優(yōu)點；且 各模塊之間互聯(lián)線少，只有平均電流檢測母線，無其它均流母線，因 而控制速度快、精度高，動態(tài)均流效果好，可靠性高且無主從之分。

圖1為逆變器習(xí)有的并聯(lián)控制裝置；
圖2為本實用新型的控制框圖； 圖3為本實用新型的平均電流檢測的原理圖； 圖4為本實用新型的瞬時環(huán)流計算流程圖； 圖5為本實用新型的有功、無功環(huán)流計算流程圖； 圖6為本實用新型的調(diào)節(jié)輸出電壓幅值的流程圖； 圖7為本實用新型的調(diào)節(jié)輸出電壓相位的流程圖。 以下結(jié)合具體附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。
具體實施方式

如圖2所示，虛線框內(nèi)為并聯(lián)控制裝置連接框圖，本實用新型一 種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置采用了平均電流檢測原理，先根據(jù)各 機(jī)電流計算出平均電流，然后通過本機(jī)電流和平均電流計算出環(huán)流分 量，通過計算得出有功環(huán)流分量和無功環(huán)流分量，利用有功、無功分 量分別去調(diào)節(jié)輸出電壓的相位與幅值，從而使本機(jī)有、無功得到均分。
圖1中的501、 502、 503、 504、 505、 507與601、 602、 603、 604、 605、 607為并聯(lián)的逆變模塊中完全相同的裝置。本實用新型中并聯(lián)的 逆變模塊數(shù)量為兩個及兩個以上。
本實用新型一種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置主要包括
輸出電流信號檢測裝置507 (607):通過電流傳感器對本模塊的輸 出電流進(jìn)行檢測采樣，并將檢測到的電流信號傳輸給本模塊環(huán)流計算 裝置505(605)和平均電流計算裝置506;如圖3中，電流傳感器CTal、 CTbl、 CTcl完成逆變模塊l的輸出電流采樣，經(jīng)采樣電阻Rsl、 Rs2 、 Rs3變換成與電流成比例關(guān)系的電壓信號Val、 Vbl、 Vcl。同樣電流傳
感器CTa2、 CTb2、 CTc2完成逆變模塊2的輸出電流釆樣，經(jīng)采樣電阻 Rs4、 Rs5、 Rs6變換成與電流成比例關(guān)系的電壓信號Va2、 Vb2、 Vc2。 Val、 Vbl、 Vcl、 Va2、 Vb2、 Vc2的大小完成反映了電流傳感器CT的原 邊電流值，因此可將電壓信號Val Vc2看作是經(jīng)轉(zhuǎn)換后的電流信號。
平均電流計算裝置506:利用各模塊的輸出電流完成平均電流計 算，并將計算結(jié)果傳輸給各模塊環(huán)流計算裝置505 (605);如圖3所示， R1=R2=R3=R4=R5=R6遠(yuǎn)大于Rsl Rs6，所以，Va一av二(Val+Va2)/2即 Va—av為兩模塊的電流平均值，同樣道理可運用于多個模塊。
模塊環(huán)流計算裝置505(605):主要將本模塊電流與平均電流相減， 得到環(huán)流分量，并分別將結(jié)果傳輸給本模塊的有功無功計算裝置504 (604)。
有功無功計算裝置504 (604):用于完成本模塊有功環(huán)流、無功環(huán) 流的計算，根據(jù)瞬時環(huán)流分量、電壓的正弦分量、電壓的余弦分量等 參數(shù)，計算出有功環(huán)流分量和無功環(huán)流分量，分別輸出給無功調(diào)節(jié)裝 置502 (602)和有功調(diào)節(jié)裝置503 (603)，用于調(diào)節(jié)本模塊輸出電壓 的幅值和相位。
無功調(diào)節(jié)裝置502(602):用以完成本模塊輸出電壓的幅值的調(diào)節(jié)， 將有功無功計算裝置504 (604)計算出來的無功分量累加于輸出電壓 調(diào)節(jié)器的輸出，用于改變輸出電壓幅值，以達(dá)到無功功率的均分。
有功調(diào)節(jié)裝置503(603):用以完成本模塊輸出電壓的相位的調(diào)節(jié)， 將有功無功計算裝置504 (604)計算出來的有功分量累加于內(nèi)伺歩鎖 相調(diào)節(jié)器的輸出，用于微調(diào)輸出電壓的相位，以達(dá)到有功功率的均分。
逆變器控制部分501 (601):用于逆變器輸出電壓的控制，接受輸 出電壓反饋信號以及給定信號，來完成輸出電壓的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)；接受內(nèi) 同步信號及基準(zhǔn)同信號來完成輸出相位的微調(diào)，此外還接受無功調(diào)節(jié) 裝置的輸出來控制輸出電壓的大小達(dá)到無功均分，接受有功調(diào)節(jié)裝置 的輸出來控制輸出電壓相位的微調(diào)達(dá)到有功均分。
本實用新型一種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置通過輸出電流信號 檢測裝置507 (607)中的電流傳感器對本模塊的輸出電流進(jìn)行檢測采 樣，并將檢測到的電流信號傳輸給本模塊環(huán)流計算裝置505 (605)和 平均電流計算裝置506;
平均電流計算裝置506利用各模塊的輸出電流完成平均電流計算， 并將計算結(jié)果傳輸給各模塊環(huán)流計算裝置505 (605);
模塊環(huán)流計算裝置505 (605)將本模塊電流與平均電流枏減，得 到環(huán)流分量，并分別將結(jié)果傳輸給本模塊的有功無功計算裝置504 (604);
有功無功計算裝置504 (604)完成本模塊有功環(huán)流、無功環(huán)流的 計算，根據(jù)瞬時環(huán)流分量、電壓的正弦分量、電壓的余弦分量等參數(shù)， 計算出有功環(huán)流分量和無功環(huán)流分量，分別輸出給無功調(diào)節(jié)裝置502 (602)和有功調(diào)節(jié)裝置503 (603);
無功調(diào)節(jié)裝置502 (602)完成本模塊輸出電壓的幅值的調(diào)節(jié)，將 有功無功計算裝置504 (604)計算出來的無功分量累加于輸出電壓調(diào) 節(jié)器的輸出，用于改變輸出電壓幅值，以達(dá)到無功功率的均分；
有功調(diào)節(jié)裝置503 (603)完成本模塊輸出電壓的相位的調(diào)節(jié)，將 有功無功計算裝置504 (604)計算出來的有功分量累加于內(nèi)同步鎖相
調(diào)節(jié)器的輸出，用于微調(diào)輸出電壓的相位，以達(dá)到有功功率的均分； 逆變器控制部分501 (601)接受無功調(diào)節(jié)裝置502 (602)的輸出
來控制輸出電壓的大小達(dá)到無功均分，接受有功調(diào)節(jié)裝置503 (603)
的輸出來控制輸出電壓相位的微調(diào)達(dá)到有功均分。
圖4為本實用新型的瞬時環(huán)流計算流程圖。在當(dāng)前的載波周期內(nèi)， 采樣本模塊的電流瞬時值和平均電流瞬時值，獲得環(huán)流瞬時值-本模塊 電流瞬時值-平均電流瞬時值；
圖5為本實用新型有功環(huán)流、無功環(huán)流計算流程圖。將一個正弦 周期分為400份，每份稱為一個載波值；每個載波進(jìn)入中斷一次，在 中斷中更新SPWM的脈寬值，從而實現(xiàn)對SPWM的脈寬調(diào)制。計算時， 在載波周期中斷中判斷是否完成一個正弦周期，若完成則載波數(shù)清零， 并計算一個周期內(nèi)的有功環(huán)流和無功環(huán)流，然后中斷返回，以達(dá)到周 期計數(shù)；否則，有功環(huán)流二瞬時環(huán)流Xsin6 ;無功環(huán)流二瞬時環(huán)流Xcos
e ，然后有功環(huán)流和無功環(huán)流逐波累加，當(dāng)前載波值遞加1后中斷返 回。
圖6為本實用新型調(diào)節(jié)輸出電壓幅值的流程圖。在載波周期中斷 中，進(jìn)行輸出電壓誤差計算，并將誤差限幅，然后進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，將 無功分量疊加于PID調(diào)節(jié)器的輸出，最后將PID調(diào)節(jié)器輸出限幅，用 于調(diào)節(jié)輸出電壓幅值。
圖7為本實用新型調(diào)節(jié)輸出電壓相位的流程圖。在載波周期中斷 中，進(jìn)行相位誤差計算，并將誤差限幅，然后進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，將有功
分量疊加于內(nèi)同步鎖相調(diào)節(jié)器的輸出，最后將PID調(diào)節(jié)器輸出限幅，
用于調(diào)節(jié)輸出電壓的相位。
本實用新型的發(fā)明精神在于通過對各模塊的輸出電流采樣，獲 得平均電流值，再分別計算各模塊的環(huán)流分量，進(jìn)而計算出本模塊的 有功環(huán)流分量和無功環(huán)流分量，實現(xiàn)對輸出電壓幅值和相位的調(diào)節(jié)， 完成有功功率、無功功率的均分。
權(quán)利要求1、一種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置，其特征在于主要包括輸出電流信號檢測裝置、平均電流計算裝置、模塊環(huán)流計算裝置、有功無功計算裝置、無功有功調(diào)節(jié)裝置和逆變器控制部分，其中通過輸出電流信號檢測裝置中的電流傳感器對本模塊的輸出電流進(jìn)行檢測采樣，并將檢測到的電流信號傳輸給平均電流計算裝置和本模塊環(huán)流計算裝置，該平均電流計算裝置利用各模塊的輸出電流完成平均電流計算，并將計算結(jié)果傳輸給各模塊環(huán)流計算裝置，該模塊環(huán)流計算裝置將本模塊電流與平均電流相減，得到環(huán)流分量，并分別將結(jié)果傳輸給本模塊的有功無功計算裝置，該裝置根據(jù)輸出電壓及環(huán)流分量完成本模塊有功環(huán)流、無功環(huán)流的計算，并分別輸出給無功有功調(diào)節(jié)裝置，逆變器控制部分接受無功調(diào)節(jié)裝置的輸出來控制輸出電壓的大小達(dá)到無功均分，接受有功調(diào)節(jié)裝置的輸出來控制輸出電壓相位的微調(diào)達(dá)到有功均分。
專利摘要本實用新型涉及一種正弦波逆變器的并聯(lián)控制裝置，主要通過對各模塊的輸出電流采樣，獲得平均電流值，再分別計算各模塊的環(huán)流分量，進(jìn)而計算出本模塊的有功環(huán)流分量和無功環(huán)流分量，實現(xiàn)對輸出電壓幅值和相位的調(diào)節(jié)，完成有功功率、無功功率的均分；本實用新型具有電路實現(xiàn)簡單、檢測速度快、精度高、不存在采樣延時等諸多優(yōu)點；且各模塊之間互聯(lián)線少，只有平均電流檢測母線，無其它均流母線，因而控制速度快、精度高，動態(tài)均流效果好，可靠性高且無主從之分。
文檔編號H02J9/06GK201004563SQ200720047980
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者周志文, 李民英 申請人:廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司