一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统，包括采样单元、补偿单元和线性单元；所述采样单元，用于对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；所述补偿单元，用于将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；所述线性单元，用于将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。可见，该数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统，通过对采样值的检测、将检测的瞬时值与参考正弦表的离散值进行对应运算、增益补偿，得到相对应的线性值，将三电平逆变拓扑的逆变输出的电压电流线性化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变电路控制
，尤其涉及一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统。
技术介绍
在UPS、逆变电源领域，普通逆变算法采用的电压外环，电流内环直接控制方法，通常是使用PID或PI调节，但经典的PID调节主要适用于线性系统，直接将其应用于非线性双环控制，就会带来稳压误差、相位误差等问题，需要进一步补偿，同时输出的鲁棒性和谐波也会是一个突出问题。在三相逆变中，可以采用DQ坐标控制方法，将非线性控制转化为线性控制，但这一控制方法也有局限性，其只能适用于三相逆变，且三相不能独立控制，电源输出会带来不平衡负载，性能差。所以，在单相逆变中就只能采用非线性控制方法。另外，在模块化UPS并联均流时，存在相位与幅值两方面的变动，再加上控制上的非线性化，很难将直流均流中的各种均流方法直接拿过来做瞬时值均流，常规控制方法做瞬时值均流时会影响输出谐波，若采用周期控制均流，又会带来环流问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统，能够将三电平逆变拓扑的逆变输出的电压电流线性化，可实施性强。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，提供一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，包括：对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。其中，所述将逆变输出的电压值和电流值线性化之后，还包括：在所述三电平逆变拓扑的输出为正弦的情况下，获得环路增益K；将设定电压折算到所述环路增益K中，得到设定电压作为K值电压跟踪量，进行电压环PID运算，获得PID的电压输出值；将设定电流折算到所述环路增益K中，得到设定电流作为K值电流跟踪量，进行电流环PID运算，获得PID的电流输出值；将所述PID的电压输出值与所述PID的电流输出值进行大小对比，取较小值，以便实现恒压恒流的切换。其中，所述取较小值之后，还包括：对所述较小值进行正弦反变换和增益变换，再映射到PWM波上，以便获得SPWM波并输出正弦。其中，所述将逆变输出的电压值和电流值线性化之后，还包括：获得电流线性环路增益K值；通过数模转换将所述电流线性环路增益K值输送到均流母线，使用直流系统中的最大值均流方法，将所述均流母线的电流线性环路增益K值与并机最大值均流母线的电压值，加入预设偏置后进行闭环运算；将输出限幅后叠加到设定电压中，以便实现最大值均流。其中，所述分解运算，包括：在不考虑死区时间及开关延时的情况下，根据伏秒值平衡得到输出为：VOUT＝Ksin(α-φ) (1)其中：K为环路增益，α为当前相位，φ为相位差；将式(1)进行离散化计算：VOUT＝Ksin[(n-n0)*π/N] (2)其中：K为环路增益，n为当前参考正弦表中的位置，n0为相位差离散化后的参考正弦表中位置差，N为离散化后一个正弦周期总的开关拍数；根据式(2)推导出环路增益K关于输出与n的表达式，在输出为正弦的情况下，该输出值为一线性值。第二方面，提供一种数字式线性化瞬时值的调节逆变系统，包括：采样单元，用于对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；补偿单元，用于将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；线性单元，用于将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。其中，所述数字式线性化瞬时值的调节逆变系统还包括比较单元，所述比较单元，用于：在所述三电平逆变拓扑的输出为正弦的情况下，获得环路增益K；将设定电压折算到所述环路增益K中，得到设定电压作为K值电压跟踪量，进行电压环PID运算，获得PID的电压输出值；将设定电流折算到所述环路增益K中，得到设定电流作为K值电流跟踪量，进行电流环PID运算，获得PID的电流输出值；将所述PID的电压输出值与所述PID的电流输出值进行大小对比，取较小值，以便实现恒压恒流的切换。其中，所述数字式线性化瞬时值的调节逆变系统还包括输出单元，所述输出单元，用于对所述较小值进行正弦反变换和增益变换，再映射到PWM波上，以便获得SPWM波并输出正弦。其中，所述数字式线性化瞬时值的调节逆变系统还包括均流单元，所述均流单元，用于：获得电流线性环路增益K值；通过数模转换将所述电流线性环路增益K值输送到均流母线，使用直流系统中的最大值均流方法，将所述均流母线的电流线性环路增益K值与并机最大值均流母线的电压值，加入预设偏置后进行闭环运算；将输出限幅后叠加到设定电压中，以便实现最大值均流。其中，所述分解运算，包括：在不考虑死区时间及开关延时的情况下，根据伏秒值平衡得到输出为：VOUT＝Ksin(α-φ) (1)其中：K为环路增益，α为当前相位，φ为相位差；将式(1)进行离散化计算：VOUT＝Ksin[(n-n0)*π/N] (2)其中：K为环路增益，n为当前参考正弦表中的位置，n0为相位差离散化后的参考正弦表中位置差，N为离散化后一个正弦周期总的开关拍数；根据式(2)推导出环路增益K关于输出与n的表达式，在输出为正弦的情况下，该输出值为一线性值。本专利技术的有益效果在于：一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统，包括采样单元、补偿单元和线性单元；所述采样单元，用于对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；所述补偿单元，用于将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；所述线性单元，用于将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。可见，该数字式线性化瞬时值的调节逆变方法和系统，通过对采样值的检测、将检测的瞬时值与参考正弦表的离散值进行对应运算、增益补偿，得到相对应的线性值，将三电平逆变拓扑的逆变输出的电压电流线性化，可实施性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法第一个实施例的方法流程图。图2是本专利技术提供的三电平逆变拓扑的一相的结构图。图3是本专利技术提供的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法第二个实施例的方法流程图。图4是本专利技术提供的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法的设计框图。图5是本专利技术提供的数字式线性化瞬时值的调节逆变系统第一个实施例的结构方框图。图6是本专利技术提供的数字式线性化瞬时值的调节逆变系统第二个实施例的结构方框图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，包括：对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。

【技术特征摘要】
1.一种数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，包括：对三电平逆变拓扑的逆变输出电压与输出电流进行采样，获得采样值；将预设的离散化的参考正弦表根据采样的环路带宽造成的时延、MOS管或IGBT开关周期产生的差拍进行相位补偿；将所述采样值和进行相位补偿后的离散化正弦值进行分解运算，以便将逆变输出的电压值和电流值线性化。2.根据权利要求1所述的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，所述将逆变输出的电压值和电流值线性化之后，还包括：在所述三电平逆变拓扑的输出为正弦的情况下，获得环路增益K；将设定电压折算到所述环路增益K中，得到设定电压作为K值电压跟踪量，进行电压环PID运算，获得PID的电压输出值；将设定电流折算到所述环路增益K中，得到设定电流作为K值电流跟踪量，进行电流环PID运算，获得PID的电流输出值；将所述PID的电压输出值与所述PID的电流输出值进行大小对比，取较小值，以便实现恒压恒流的切换。3.根据权利要求2所述的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，所述取较小值之后，还包括：对所述较小值进行正弦反变换和增益变换，再映射到PWM波上，以便获得SPWM波并输出正弦。4.根据权利要求1所述的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，所述将逆变输出的电压值和电流值线性化之后，还包括：获得电流线性环路增益K值；通过数模转换将所述电流线性环路增益K值输送到均流母线，使用直流系统中的最大值均流方法，将所述均流母线的电流线性环路增益K值与并机最大值均流母线的电压值，加入预设偏置后进行闭环运算；将输出限幅后叠加到设定电压中，以便实现最大值均流。5.根据权利要求1所述的数字式线性化瞬时值的调节逆变方法，其特征在于，所述分解运算，包括：在不考虑死区时间及开关延时的情况下，根据伏秒值平衡得到输出为：VOUT＝Ksin(α-φ) (1)其中：K为环路增益，α为当前相位，φ为相位差；将式(1)进行离散化计算：VOUT＝Ksin[(n-n0)*π/N] (2)其中：K为环路增益，n为当前参考正弦表中的位置，n0为相位差离散化后的参考正弦表中位置差，N为离散化后一个正弦周期总的开关拍数；根据式(2)推导出环路增益K关于输出与n的表达式，在输出为正弦的情况下，该输出值为一线性值。6.一种数字式线性化瞬时值的调节逆变系统，其特征在于，包括：采样单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民英，陈华贵，刘洋，王一博，
申请(专利权)人：广东志成冠军集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44