一種混合pwm調(diào)制切換裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混合PWM調(diào)制切換裝置及方法。它針對(duì)三電平并網(wǎng)逆變器，穩(wěn)態(tài)時(shí)選擇特定諧波消除法（SHEPWM）調(diào)制方式，在檢測(cè)到電網(wǎng)低電壓故障時(shí)，通過(guò)調(diào)制方式選擇器選擇空間矢量調(diào)制法（SVPWM）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而切換到SVPWM調(diào)制方式，以滿足低電壓穿越對(duì)逆變器的動(dòng)態(tài)性能的要求；而當(dāng)電網(wǎng)低電壓故障消失時(shí)，通過(guò)調(diào)制方式選擇器選擇特定諧波消除法（SHEPWM）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而切換到SHEPWM調(diào)制方式，使逆變器具有更好的穩(wěn)態(tài)性能。本發(fā)明提出的混合PWM調(diào)制切換方法，能結(jié)合SHEPWM和SVPWM兩種調(diào)制方式的優(yōu)點(diǎn)，使得并網(wǎng)逆變器具有很好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，而且切換平滑快速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種混合PWM調(diào)制切換裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器及其調(diào)制技術(shù)，尤其涉及一種混合PWM調(diào)制切換裝置及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]PWM調(diào)制方式是逆變器的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前廣泛應(yīng)用的調(diào)制方式主要包括正弦波PWM調(diào)制法(SPWM)、空間矢量PWM調(diào)制法(SVPWM)和特定諧波消除法(SHEPWM)。SVPWM調(diào)制法具有直流電壓利用率高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，而相比SPWM和SVPWM調(diào)制法，SHEPWM調(diào)制法在相同的輸出電能質(zhì)量下具有更低的等效開(kāi)關(guān)頻率。
[0003]目前，SHEPWM調(diào)制法由于具有更低的等效開(kāi)關(guān)頻率，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。更低的等效開(kāi)關(guān)頻率意味著更低的開(kāi)關(guān)損耗，從而能夠提高逆變器的效率，故可以將SHEPWM應(yīng)用于并網(wǎng)逆變器，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能。
[0004]然而，SHEPWM調(diào)制法通?；诓楸矸▽?shí)現(xiàn)，其動(dòng)態(tài)性能較差，無(wú)法適用于出現(xiàn)電網(wǎng)故障的場(chǎng)合。特別的，當(dāng)SHEPWM調(diào)制法應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器時(shí)，相關(guān)的光伏并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提出了低電壓穿越的要求，這對(duì)逆變器的動(dòng)態(tài)特性提出了較高的要求?？梢?jiàn)，采用單一的特定諧波消除法無(wú)法滿足并網(wǎng)逆變器的低電壓穿越的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有應(yīng)用于并網(wǎng)逆變器的調(diào)制技術(shù)的不足，提出一種適用于并網(wǎng)逆變器的混合PWM調(diào)制切換裝置及方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]混合PWM調(diào)制切換裝置，其針對(duì)于三電平并網(wǎng)逆變器，包括:采樣控制電路和調(diào)制方式切換電路；采樣控制電路用于并網(wǎng)電流的采樣調(diào)理、電網(wǎng)電壓的采樣調(diào)理、dq坐標(biāo)變換、并網(wǎng)電流環(huán)路的調(diào)節(jié)和PLL鎖相模塊；調(diào)制方式切換電路用于特定諧波消除PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、空間矢量PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、電網(wǎng)電壓低電壓故障檢測(cè)和根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)選擇不同PWM調(diào)制方法驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為逆變器開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0008]所述的采樣控制電路包括并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路、電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路、dq坐標(biāo)變換模塊、電流調(diào)節(jié)器模塊和PLL鎖相模塊；并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路的輸入端連接并網(wǎng)側(cè)的霍爾電流傳感器，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路的輸出信號(hào)為采樣調(diào)理后的A相并網(wǎng)電流ia、B相并網(wǎng)電流ib和C相并網(wǎng)電流i。，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路的輸出端連接dq坐標(biāo)變換模塊的輸入端，dq坐標(biāo)變換模塊的輸出信號(hào)為坐標(biāo)變換后的d軸并網(wǎng)電流id和q軸并網(wǎng)電流iq, dq坐標(biāo)變換模塊的兩個(gè)輸出端分別連接電流調(diào)節(jié)器的兩個(gè)輸入端，電流調(diào)節(jié)器的另外兩個(gè)輸入端分別輸入電流環(huán)的d軸參考并網(wǎng)電流i/和q軸參考并網(wǎng)電流1:，電流調(diào)節(jié)器的輸出是d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)iC ;電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路的輸入端連接電網(wǎng)側(cè)，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路的輸出信號(hào)為采樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路的輸出端連接PLL鎖相模塊的輸入端，PLL鎖相模塊的輸出是電網(wǎng)電壓鎖相角度Θ g ；[0009]所述的調(diào)制方式切換電路包括特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器、空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器、低電壓故障檢測(cè)器和選擇器；特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器的輸出端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸入信號(hào)為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)U/，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接選擇器的O腳輸入端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)為特定諧波消除PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器的輸出端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸入信號(hào)分別為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)iC，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接選擇器的I腳輸入端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)為空間矢量PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；低電壓故障檢測(cè)器的三個(gè)輸入端分別連接電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路的輸出端，低電壓故障檢測(cè)器的輸入信號(hào)分別為采樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，低電壓故障檢測(cè)器的輸出端連接選擇器的sel選擇輸入端，低電壓故障檢測(cè)器的輸出信號(hào)為電網(wǎng)低電壓故障信號(hào)；選擇器的輸出端信號(hào)為混合PWM調(diào)制方法的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)主電路的開(kāi)關(guān)管。
[0010]混合PWM調(diào)制切換裝置的切換方法是:
[0011]根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)來(lái)選擇不同PWM調(diào)制方式。在初始穩(wěn)態(tài)時(shí)電網(wǎng)電壓正常，低電壓故障檢測(cè)器輸出的低電壓故障信號(hào)為低電平，控制選擇器選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓故障時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器輸出的低電壓故障信號(hào)由低電平切換為高電平，控制選擇器選擇I腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇空間矢量PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由特定諧波消除法(SHEPWM)到空間矢量調(diào)制法(SVPWM)的切換， 以滿足系統(tǒng)對(duì)低電壓穿越的動(dòng)態(tài)要求；當(dāng)電網(wǎng)低電壓故障消失時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器輸出的低電壓故障信號(hào)由高電平切換為低電平，控制選擇器選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由空間矢量調(diào)制法(SVPWM)到特定諧波消除法(SHEPWM)的切換，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能，從而實(shí)現(xiàn)混合PWM調(diào)制切換。
[0012]所述的特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)為:將離線計(jì)算的開(kāi)關(guān)角存入表中，根據(jù)所需輸出的電壓Va，Vb，V。得到幅值調(diào)制比m和相角Θ，再根據(jù)當(dāng)前的幅值調(diào)制比和相角Θ進(jìn)行查表后得到三電平SHEPWM的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0013]所述的空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)為:根據(jù)根據(jù)所需輸出的電壓Va，Vb, Vc合成參考矢
量Kw/ ( Kef = Va+Vb-eJ^ + V1-ejif )，判斷VMf所在三電平空間矢量圖的扇區(qū)和區(qū)域，確定基
本開(kāi)關(guān)矢量V1, V2，V3 (其中V3為冗余矢量，設(shè)為V3」為V3 2),計(jì)算三個(gè)基本矢量的作用時(shí)間T1, T2, T3，并以7段式開(kāi)關(guān)序列(V31 — V1 — V2 — V3 2 — V3 2 — V2 — V1 — V31)計(jì)算各相橋臂開(kāi)關(guān)管的作用時(shí)間Ta，Tb, T。，最后得到SVPWM的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0014]所述的低電壓故障檢測(cè)器為:在檢測(cè)到輸入端的A相電網(wǎng)電壓Uga或B相電網(wǎng)電壓Ugb或C相電網(wǎng)電壓Ug。小于設(shè)定值時(shí)，輸出為高電平，表示出現(xiàn)電網(wǎng)低電壓故障；當(dāng)檢測(cè)到輸入端的A相電網(wǎng)電壓Uga或B相電網(wǎng)電壓Ugb或C相電網(wǎng)電壓ug。均不小于設(shè)定值時(shí)，輸出為低電壓，表示未出現(xiàn)電網(wǎng)低電壓故障。
[0015]本發(fā)明提出的混合PWM調(diào)制切換方法，能充分利用SHEPWM和SVPWM兩種調(diào)制方式的優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)態(tài)時(shí)采用SHEPWM調(diào)制方式以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能；而當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)低電壓故障時(shí)，快速的切換到SVPWM調(diào)制方式，以滿足低電壓穿越的動(dòng)態(tài)性能要求，從而使得這種混合PWM調(diào)制法很好的適用于并網(wǎng)逆變器，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明構(gòu)成的混合PWM調(diào)制切換裝置的電路圖；
[0017]圖2 (a)為SVPWM空間矢量圖，圖2 (b)為SVPWM開(kāi)關(guān)序列圖；
[0018]圖3為SHEPWM輸出相電壓波形圖；
[0019]圖4為混合PWM調(diào)制切換裝置的切換時(shí)序圖。
[0020]圖中，采樣控制電路1，調(diào)制方式切換電路2，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路101，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102，dq坐標(biāo)變換模塊103，電流調(diào)節(jié)器模塊104，PLL鎖相模塊105，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202，低電壓故障檢測(cè)器203，選擇器204。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明提出的一種混合PWM調(diào)制切換裝置，其針對(duì)于三電平并網(wǎng)逆變器，包括:采樣控制電路I和調(diào)制方式切換電路2 ;采樣控制電路I用于并網(wǎng)電流的采樣調(diào)理、電網(wǎng)電壓的采樣調(diào)理、dq坐標(biāo)變換、并網(wǎng)電流環(huán)路的調(diào)節(jié)和PLL鎖相模塊；調(diào)制方式切換電路2用于特定諧波消除PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、空間矢量PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、電網(wǎng)電壓低電壓故障檢測(cè)和根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)選擇不同PWM調(diào)制方法驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為逆變器開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0023]所述的采樣控制電路I包括并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路101、電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102,dq坐標(biāo)變換模塊103、電流調(diào)節(jié)器模塊104和PLL鎖相模塊105 ;并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路101的輸入端連接并網(wǎng)側(cè)的霍爾電流傳感器，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路101的輸出信號(hào)為采樣調(diào)理后的A相并網(wǎng)電流ia、B相并網(wǎng)電流ib和C相并網(wǎng)電流i。，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路101的輸出端連接dq坐標(biāo)變換模塊103的輸入端,dq坐標(biāo)變換模塊103的輸出信號(hào)為坐標(biāo)變換后的d軸并網(wǎng)電流id和q軸并網(wǎng)電流i,，dq坐標(biāo)變換模塊103的兩個(gè)輸出端分別連接電流調(diào)節(jié)器104的兩個(gè)輸入端，電流調(diào)節(jié)器104的另外兩個(gè)輸入端分別輸入電流環(huán)的d軸參考并網(wǎng)電流i/和q軸參考并網(wǎng)電流1:，電流調(diào)節(jié)器103的輸出是d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)iC ;電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102的輸入端連接電網(wǎng)側(cè)，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102的輸出信號(hào)為米樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102的輸出端連接PLL鎖相模塊105的輸入端，PLL鎖相模塊105的輸出是電網(wǎng)電壓鎖相角度Θ g ；
[0024]所述的調(diào)制方式切換電路2包括特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201、空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202、低電壓故障檢測(cè)器203和選擇器204，其特征在于:特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器104的輸出端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201的輸入信號(hào)為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)U:，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201的輸出端連接選擇器204的O腳輸入端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器201的輸出信號(hào)為特定諧波消除PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器104的輸出端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202的輸入信號(hào)分別為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)U:，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202的輸出端連接選擇器204的I腳輸入端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器202的輸出信號(hào)為空間矢量PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；低電壓故障檢測(cè)器203的三個(gè)輸入端分別連接電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路102的輸出端，低電壓故障檢測(cè)器203的輸入信號(hào)分別為采樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，低電壓故障檢測(cè)器203的輸出端連接選擇器204的sel選擇輸入端，低電壓故障檢測(cè)器203的輸出信號(hào)為電網(wǎng)低電壓故障信號(hào)；選擇器204的輸出端信號(hào)為混合PWM調(diào)制方法的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)主電路的開(kāi)關(guān)管。
[0025]本發(fā)明提出的應(yīng)用于并網(wǎng)逆變器的混合PWM調(diào)制切換方法為:根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)來(lái)選擇不同PWM調(diào)制方式。在初始穩(wěn)態(tài)時(shí)電網(wǎng)電壓正常，低電壓故障檢測(cè)器(203 )輸出的低電壓故障信號(hào)為低電平，控制選擇器(204)選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓故障時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器(203)輸出的低電壓故障信號(hào)由低電平切換為高電平，控制選擇器(204)選擇I腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇空間矢量PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由特定諧波消除法(SHEPWM)到空間矢量調(diào)制法(SVPWM)的切換，以滿足系統(tǒng)對(duì)低電壓穿越的動(dòng)態(tài)要求；當(dāng)電網(wǎng)低電壓故障消失時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器(203)輸出的低電壓故障信號(hào)由高電平切換為低電平，控制選擇器(204)選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由空間矢量調(diào)制法(SVPWM)到特定諧波消除法(SHEPWM)的切換，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能，從而實(shí)現(xiàn)混合PWM調(diào)制切換。
[0026]如圖2所示，本發(fā)明所使用的SVPWM調(diào)制序列，根據(jù)所需輸出的電壓Va，Vb，V。合成
參考矢量+ K判斷Vref所在三電平空間矢量圖的扇區(qū)和區(qū)域，
確定基本開(kāi)關(guān)矢量V1, V2，V3(其中V3為冗余矢量，設(shè)為V3」為V3 2)，計(jì)算三個(gè)基本矢量的作用時(shí)間T1，T2，T3，如圖2當(dāng)合成參考矢量在1-3扇區(qū)中時(shí)，V1為PNN，V2為PON，V31為ONN，V3 2為P00,空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)關(guān)序列為7段式V31 — V1 — V2 — V3 2 — V3 2 -V2-V1- V31,即ONN — PNN — PON — POO — PON — PNN — 0ΝΝ，如圖2 (b)所示，其他扇區(qū)都以此類(lèi)推；
[0027]如圖3所示，本發(fā)明所使用的SHEPWM輸出電壓波形，是基于1/4周期對(duì)稱(chēng)，及關(guān)于η/2偶對(duì)稱(chēng)。選取合適的初值后，離線計(jì)算非線性方程組以得到開(kāi)關(guān)角存入表中，根據(jù)所需輸出的電壓Va，Vb，V。得到幅值調(diào)制比m和相角Θ，再根據(jù)當(dāng)前的幅值調(diào)制比和相角進(jìn)行查表后得到三電平SHEPWM的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以進(jìn)行調(diào)制。
[0028]工作原理:
[0029]圖4為混合PWM調(diào)制切換裝置的切換時(shí)序圖。其中低電壓故障判斷對(duì)應(yīng)圖1中的低電壓故障檢測(cè)器203輸出，調(diào)制方式判斷對(duì)應(yīng)選擇器204的輸出通道。初始穩(wěn)態(tài)時(shí)電網(wǎng)電壓正常，低電壓故障檢測(cè)器203輸出的低電壓故障信號(hào)為低電平，控制選擇器204選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除法(SHEPWM)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓故障時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器203輸出的低電壓故障信號(hào)由低電平切換為高電平，控制選擇器204選擇I腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇空間矢量調(diào)制法(SVPWM)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由特定諧波消除法(SHEPWM)到空間矢量調(diào)制法(SVPWM)的切換，以滿足低電壓穿越對(duì)逆變器的動(dòng)態(tài)要求；當(dāng)電網(wǎng)低電壓故障消失時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器203輸出的低電壓故障信號(hào)由高電平切換為低電平，控制選擇器204選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除法(SHEPWM)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由空間矢量調(diào)制法(SVPWM)到特定諧波消除法(SHEP麗)的切換，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)混合PWM調(diào)制切換。
【權(quán)利要求】
1.一種混合PWM調(diào)制切換裝置，其針對(duì)于三電平并網(wǎng)逆變器，包括:采樣控制電路(I)和調(diào)制方式切換電路(2);采樣控制電路(I)用于并網(wǎng)電流的采樣調(diào)理、電網(wǎng)電壓的采樣調(diào)理、dq坐標(biāo)變換、并網(wǎng)電流環(huán)路的調(diào)節(jié)和PLL鎖相模塊；調(diào)制方式切換電路(2)用于特定諧波消除PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、空間矢量PWM調(diào)制法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、電網(wǎng)電壓低電壓故障檢測(cè)和根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)選擇不同PWM調(diào)制方法驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為逆變器開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 所述的采樣控制電路(I)包括并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路(101)、電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路(102)、dq坐標(biāo)變換模塊(103)、電流調(diào)節(jié)器模塊(104)和PLL鎖相模塊(105);并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路(101)的輸入端連接并網(wǎng)側(cè)的霍爾電流傳感器，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路(101)的輸出信號(hào)為采樣調(diào)理后的A相并網(wǎng)電流ia、B相并網(wǎng)電流ib和C相并網(wǎng)電流i。，并網(wǎng)電流采樣調(diào)理電路(101)的輸出端連接dq坐標(biāo)變換模塊(103)的輸入端，dq坐標(biāo)變換模塊(103)的輸出信號(hào)為坐標(biāo)變換后的d軸并網(wǎng)電流id和q軸并網(wǎng)電流i,，dq坐標(biāo)變換模塊(103)的兩個(gè)輸出端分別連接電流調(diào)節(jié)器(104)的兩個(gè)輸入端，電流調(diào)節(jié)器(104)的另外兩個(gè)輸入端分別輸入電流環(huán)的d軸參考并網(wǎng)電流i/和q軸參考并網(wǎng)電流1:，電流調(diào)節(jié)器(103)的輸出是d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)iC;電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路(102)的輸入端連接電網(wǎng)側(cè)，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路(102)的輸出信號(hào)為采樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路(102)的輸出端連接PLL鎖相模塊(105)的輸入端，PLL鎖相模塊(105)的輸出是電網(wǎng)電壓鎖相角度Θ g ； 所述的調(diào)制方式切換電路(2)包括特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(201)、空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(202)、低電壓故障檢測(cè)器(203)和選擇器(204)，其特征在于:特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(201)的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器(104)的輸出端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(201)的輸入信號(hào)為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)U:，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(201)的輸出端連接選擇器(204)的O腳輸入端，特定諧波消除PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(201)的輸出信號(hào)為特定諧波消除PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(202)的兩個(gè)輸入端分別連接電流調(diào)節(jié)器(104)的輸出端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(202)的輸入信號(hào)分別為d軸參考調(diào)制信號(hào)u/和q軸參考調(diào)制信號(hào)U/，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(202)的輸出端連接選擇器(204)的I腳輸入端，空間矢量PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器(202)的輸出信號(hào)為空間矢量PWM調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；低電壓故障檢測(cè)器(203)的三個(gè)輸入端分別連接電網(wǎng)電壓采樣調(diào)理電路(102)的輸出端，低電壓故障檢測(cè)器(203)的輸入信號(hào)分別為采樣調(diào)理后的A相電網(wǎng)電壓uga、B相電網(wǎng)電壓Ugb和C相電網(wǎng)電壓ug。，低電壓故障檢測(cè)器(203)的輸出端連接選擇器(204)的sel選擇輸入端，低電壓故障檢測(cè)器(203)的輸出信號(hào)為電網(wǎng)低電壓故障信號(hào)；選擇器(204)的輸出端信號(hào)為混合PWM調(diào)制方法的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)主電路的開(kāi)關(guān)管。
2.一種使用如權(quán)利要求1所述裝置的混合PWM調(diào)制切換方法，其特征在于: 根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)電壓狀態(tài)來(lái)選擇不同PWM調(diào)制方式。在初始穩(wěn)態(tài)時(shí)電網(wǎng)電壓正常，低電壓故障檢測(cè)器(203)輸出的低電壓故障信號(hào)為低電平，控制選擇器(204)選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓故障時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器(203)輸出的低電壓故障信號(hào)由低電平切換為高電平，控制選擇器(204)選擇I腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇空間矢量PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由特定諧波消除法(SHEPWM)到空間矢量調(diào)制法(SVPWM)的切換，以滿足系統(tǒng)對(duì)低電壓穿越的動(dòng)態(tài)要求；當(dāng)電網(wǎng)低電壓故障消失時(shí)，低電壓故障檢測(cè)器(203)輸出的低電壓故障信號(hào)由高電平切換為低電平，控制選擇器(204)選擇O腳輸入端的信號(hào)作為輸出信號(hào)，即選擇特定諧波消除PWM的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而快速的完成由空間矢量調(diào)制法(SVPWM)到特定諧波消除法(SHEPWM)的切換 ，以獲得更好的穩(wěn)態(tài)性能，從而實(shí)現(xiàn)混合PWM調(diào)制切換。
【文檔編號(hào)】H02M7/5395GK103944183SQ201410143225
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】徐德鴻, 張揚(yáng)帆, 嚴(yán)成, 鄒莘劍, 何國(guó)鋒 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)