降低单相逆变器中间直流环节低频纹波电压的方法技术

一种降低单相逆变器中间直流环节低频纹波电压的方法，该方法在前级直-直变换电路串接后级直-交逆变电路构成的单相逆变器中，将逆变器输出功po引入到前级直-直变换电路的控制器中，经调节后作为前级直-直变换电路输入电流iin的一个指令信号iin*，使前级直-直变换电路输入电流iin也包含所需的低频交流成分，减小输入功率pin和输出功率po的差值，从而降低中间直流母线电压ub的低频纹波电压成分。本发明专利技术提出的一种降低两级式单相逆变器中间直流环节低频纹波电压的方法，无需增加电路成本，适用于直-直-交型单相逆变器。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及一种，属单相逆变器

技术介绍
由铅酸蓄电池供电的单相逆变器通常采用直-直-交的两级电路结构，如图1所示，前级直-直变换电路将输入低电压Uin升高成符合后级需求的一个中间直流母线电压u b，即通常所说的中间直流环节。后级直-交逆变电路将中间直流母线电压Ub逆变成交流电压u ^输出。从输入输出来看，前级直-直变换电路的输入是直流电压Uin和直流电流i ιη，产生输入直流功率Pin;后级直-交逆变电路输出交流电压U。和交流电流i。，输出功率P。含直流成分以及二倍交流频率成分。图2是一个输出频率为50Hz，幅值为220VAC的两级式逆变器的几个主要波形，可见输出功率Pci包含直流成分和10Hz交流成分两部分。尽管忽略电路损耗的情况下，输入功率和输出功率的有效值是相等的。但前级直-直变换电路的输入电流iin通常控制为平稳的直流量，所以输入功率P ιη是直流量，输入功率P ιη和输出功率P。的瞬时值不相等，其差值就是10Hz的交流成分，这就不得不由中间直流母线来提供输出所需要的10Hz交流功率。中间直流母线一般是由大容值电解电容Cb构成，所以在这些电解电容CJ:会产生10Hz的低频纹波电压，即中间直流母线电压Ub上存在10Hz的低频纹波电压，这在图2的图Ub上也明显可以看到。该低频纹波电压幅值取决于逆变器负载大小和中间母线电解电容Cb容值，逆变器负载电流i。越大，10Hz低频纹波电压幅值越大；反之亦反。中间母线电解电容Cb越小，10Hz低频纹波电压幅值越大；反之亦反。该低频纹波电压太大时，会降低中间母线电解电容Cb的寿命，且设计上就不得不提高中间母线电压u b的直流电压指令值ub%这增加了后级电路的风险；或者就需要增加电解电容Cb的容值，这又增加了装置的体积和成本。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种降低两级式单相逆变器中间直流环节的低频纹波电压的方法，以降低中间直流母线电解电容Cb容值需求，延长其寿命，减小装置体积和成本。本专利技术一种降低两级式单相逆变器中间直流环节的低频纹波电压的方法是通过以下技术方案实现的:在前级直-直变换电路串接后级直-交逆变电路构成的单相逆变器中，将逆变器输出功率Pci引入到前级直-直变换电路的控制器中，经调节后作为前级直-直变换电路输入电流iin的一个指令信号i ^，使前级直-直变换电路输入电流iin也包含所需的低频交流成分，减小输入功率Ριη和输出功率P ^的差值，从而降低中间直流母线电压u b的低频纹波电压成分。所述前级直-直变换电路的控制器是一个电压外环电流内环构成的双环控制器，如图3所示。由电压指令值Ub'电压实时值ub、电流信号iin、输出电压UdP输出电流i。五个输入信号；减法器301和减法器302 ;电压环控制器Gv (s)和电流环控制器Gi (s)，比例放大器Kp ;乘法器；脉冲产生及驱动电路构成。减法器301通过电压环控制器连接减法器302 ;减法器302通过电流环控制器连接脉冲产生及驱动电路；乘法器通过比例放大器连接减法器302 ;电压指令值Ub*和实时值Ub输入至减法器301 ;电流信号iin输入至减法器302 ;输出电压U。和输出电流i。输入至乘法器。所述电压指令值iC和电压实时值u 减法器301得到误差信号(u ；-ub)，该信号乘以电压环控制器Gv (S)得到电流调节指令信号i/。所述输出电压U。和输出电流i。经乘法器相乘得到输出功率P。，再经比例放大Kp环节，得到电流指令ij。所述电流调节指令信号if%输入电流iin和电流指令i ιη*经减法器302得到误差信号(iin*+ i/-1in)，该信号乘以电流环控制信号Gi(S)得到控制信号U。。所述控制信号U。再经脉冲产生及驱动电路后直接驱动前级直-直变换电路的开关管控制其通断。本专利技术提出了一种降低两级式单相逆变器中间直流环节的低频纹波电压的实现方法，具有如下优点，(I)不需要增加额外的主电路器件，(2)可以减小所需中间直流母线电解电容，可以减小电容体积重量。本专利技术提出的一种降低两级式单相逆变器中间直流环节低频纹波电压的方法，无需增加电路成本，适用于直-直-交型单相逆变器。【附图说明】 图1是两级式逆变器电路框图； 图2是两级式逆变器的几个关键波形； 图3前级电路的控制方法框图； 图4实施案例的主电路图； 图5是图4逆变电路的脉冲产生及驱动电路图； 图6是所提方法实施案例的波形图； 图7是传统控制方法的波形图。【具体实施方式】以下结合附图4的一个具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本实施例如图4所示为一个直-直-交型单相逆变器。逆变器前级直-直变换电路是一个升压直流变换电路，后级直-交逆变电路是一个全桥单相逆变电路。升压直流变换电路实现将200V的输入电压Uin升高转换成380V的中间直流母线电压ub，全桥单相逆变电路实现将380V直流电压转换成220V正弦波电压输出。升压直流变换器由输入电源Vbat，开关管Ql，二极管Dl，滤波电感LI和中间直流母线电容Cl构成。输入电源Vbat的正极接滤波电感LI的左端，电感LI的右端接开关管Ql的漏极和二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极接中间直流母线电容Cl的正极，开关管Ql的源极接中间直流母线电容Cl的负极以及输入电源Vbat的负极。全桥单相逆变电路由中间直流母线电容Cl，开关管Q2~Q5及其各自反并二极管D2~D5，滤波电感Lo，滤波电容Co，负载电阻Ro构成。电容Cl的阳极接开关管Q2和Q4的集电极及二极管D2和D4的阴极；Q当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低单相逆变器中间直流环节低频纹波电压的方法，其特征在于，所述方法在前级直‑直变换电路串接后级直‑交逆变电路构成的单相逆变器中，将逆变器输出功率po引入到前级直‑直变换电路的控制器中，经调节后作为前级直‑直变换电路输入电流iin的一个指令信号iin*，使前级直‑直变换电路输入电流iin也包含所需的低频交流成分，减小输入功率pin和输出功率po的差值，从而降低中间直流母线电压ub的低频纹波电压成分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁义生，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36