逆变器的相电流的调节制造技术

本发明专利技术涉及一种用于调节三相的逆变器(WR1)的相电流(iU_WR1、iv_WR1、iw_WR1)的方法，其中，逆变器(WR1)的相电流(iU_WR1、iv_WR1、iw_WR1)借助直接的磁滞电流调节来调节并且还根据逆变器(WR1)的零序系统电流(i0_WR1)来切换逆变器(WR1)的所选择的相。

Phase Current Regulation of Inverter

The invention relates to a method for regulating phase currents (iU_WR1, iv_WR1, iw_WR1) of three-phase inverters (WR1), in which the phase currents (iU_WR1, iv_WR1, iw_WR1) of inverters (WR1) are regulated by direct hysteresis current regulation and the selected phase of inverters (WR1) is switched according to the zero-sequence system current (i0_WR1) of inverters (WR1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器的相电流的调节
本专利技术涉及三相的逆变器的相电流的调节。
技术介绍
逆变器产生脉冲的相电压，相电压能够占有多个电压值。对此，逆变器对于每个相具有开关单元，开关单元具有多个开关状态，通过开关单元将相的相电压分别置于电压值之一。在调节三相的逆变器的相电流时出现的问题是：可能出现零序系统电流。逆变器的零序系统电流作为三个相电流的非零化的总和来得出。零序系统电流尤其能够引起环电流，环电流经由与逆变器连接的电导体、例如还有接地导体闭合并且会导致不期望的系统振动。尤其在并联的逆变器中能够出现环电流，环电流在各个逆变器之间流动并且降低并联的逆变器的总功率。通常使用具有多个逆变器的并联电路，以便将各个逆变器互联成具有高的总功率和可用性的一个逆变器。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是，尤其在减小零序系统电流方面对三相的逆变器的相电流的调节进行改进。根据本专利技术，该目的通过权利要求1的特征来实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求的主题。在根据本专利技术的用于调节三相的逆变器的相电流的方法中，逆变器的相电流借助直接的磁滞电流调节来调节并且还根据逆变器的零序系统电流来切换逆变器的所选择的相。“磁滞调节”理解为一种调节，其中将调节变量保持在围绕额定值的公差范围中。公差范围在下文中称作为磁滞窗。“直接的电流调节”理解为一种电流调节，其脉冲图案直接从电流误差中推导出。相反，在间接的电流调节的情况下，首先求出电压额定值并且根据该电压值确定脉冲图案。本专利技术将逆变器的相电流的直接的磁滞电流调节与逆变器的相(在此称为所选择的相)的与逆变器的零序系统电流相关的切换相组合。与基于脉宽调制的间接的电流调节相比，直接的电流调节有利地实现了更高的动态和鲁棒性，例如与受控对象的参数的变化相比，因为在基于脉宽调制的间接的电流调节中必须预先计算脉宽调制的在脉冲周期之内使用的脉冲图案。此外，根据逆变器的零序系统电流来切换逆变器的所选择的相能够减小逆变器的零序系统电流，该零序系统电流会导致环电流和导致通过环电流造成的不期望的系统振动。本专利技术的一个设计方案提出，为零序系统电流预设第一磁滞窗，并且当零序系统电流离开第一磁滞窗时，切换所选择的相。本专利技术的该设计方案能够将逆变器的零序系统电流限制于逆变器的第一磁滞窗。本专利技术的另一设计方案提出，当零序系统电流位于第一磁滞窗之内时，不切换所选择的相。本专利技术的该设计方案提出对所谓的平顶特性进行修改。在常规的平顶调制中，在调节的每个节拍周期中有一个相不被切换，以便减小切换过程的数量进而减小切换损失。该特性能够通过适当地操控逆变器的开关单元还有直接的电流调节来实现。平顶特性的利用直接的电流调节的根据本专利技术的修改提出，所选择的相是如下相，该相在平顶方法中设为不切换的相。因此，该相仅根据逆变器的零序系统电流来切换。本专利技术的另一设计方案提出，所选择的相根据所需的输出电压的相位来更换。例如，分别将具有逆变器的数值上最大的相电压的相用作为所选择的相。因此，本专利技术的该设计方案将根据零序系统电流切换的相的选择关联到逆变器的相电压的相位上。由此，通过分别将具有当前最高电流强度的相的切换频率最小化的方式，尤其能够在相电流和相电压的相位近似相同的情况下进一步减小切换损失。本专利技术的另一设计方案提出，将SDHC电流调节用作为磁滞电流调节。所谓的SDHC电流调节(SDHC＝SwitchedDiamondHysteresisControl菱形磁滞控制切换)理解为一种电流调节方法，其在以下文献中公开：H.Wieβmann，《HochdynamischesdirektesStromregelverfahrenfürPulswechselrichterimVergleichzuPWM-Verfahren》，ISBN978-3843904759，Dr.Hut出版社，2012年。在SDHC方法中，为了对变流器进行电流调节在每个时间点使用四个相邻的空间矢量，空间矢量的尖端形成菱形。SDHC方法有利地将直接磁滞电流调节的高动态和鲁棒性与空间矢量调制的变流器的突出的静态特性相结合。此外，SDHC方法具有固有的平顶特性。根据本专利技术的方法尤其设置用于调节多个并联的三相的逆变器的相电流，其中每个逆变器的相电流借助根据本专利技术的方法来调节。由此，有利地尤其能够减小环电流，环电流能够在各个并联的逆变器之间出现。这种环电流减小并联的逆变器的总功率，因为它们在并联的逆变器之间流动进而对于电网电流没有帮助，电网电流由并联的逆变器向外输出给电网。对并联逆变器的相电流进行调节的一个设计方案提出，对于每个逆变器，将逆变器的相电流的实际值的实际电流空间矢量保持在围绕额定电流空间矢量的第二磁滞窗之内。在此，第一逆变器的实际电流空间矢量由第一逆变器的全部三个相电流形成，并且每个另外的逆变器的实际电流空间矢量由逆变器的刚好两个相电流在一个假设下形成：逆变器的全部三个相电流相加为零，其中形成实际电流空间矢量的这两个相电流的选择发生变化。以上述方式形成用于调节相电流的实际电流空间矢量也作用于：减小在并联的逆变器之间流动的环电流。对此，在每个时间点由刚好两个相电流形成每个与第一逆变器不同的另外的逆变器的实际电流空间矢量，其中假设：逆变器的全部三个相电流相加成零，即使通常(即在非零化的零序系统电流的情况下)实际上不是这样。由此，形成另外的逆变器之一的实际电流空间矢量的这两个相电流调节到它们的额定值，即使该逆变器的零序系统非零。第三相电流尽管在非零化的零序系统电流中没有被调节到其额定值。但是，通过变化、即通过时间上依次更换分别形成另外的逆变器的实际电流空间矢量的相电流的选择来实现：全部三个相电流在调节的短暂的起振阶段之后至少近似地(在第二磁滞窗之内)等于其额定值。由此，在每个另外的逆变器中，分别在更换其相电流不用于形成实际电流空间矢量的相时，校正了零序系统电流。通过根据零序系统电流以根据本专利技术的方式调节逆变器的所选择的相，另外的逆变器的零序系统电流另外也在对如下相进行更换之间被校正，该相的相电流不用于形成实际电流空间矢量。此外，也校正了第一逆变器的零序系统电流。对并联逆变器的相电流的调节的另一设计方案提出：每个逆变器的相电流与其他逆变器的相电流的实际值无关地被调节。根据本专利技术的该设计方案，不使用在各个逆变器之间的通信。由此有利地提高由多个逆变器构成的总系统的模块性，使得逆变器能够以简单的方式互联，而不必执行逆变器之间的通信。此外，减小了用于实现总系统的耗费并且提高总系统的鲁棒性。对并联逆变器的相电流的调节的另一设计方案提出：对于每个另外的逆变器，分别将其相电流不用于形成实际电流空间矢量的相用作为所选择的相。在此优选地，按照上述的修改后的平顶特性仅根据零序系统电流来切换分别所选择的相。由此，在相电流几乎没有零序系统电流的情况下，不切换所选择的相并且得到常规的平顶调制，平顶调制有利地减小切换过程的数量并进而减小由于切换过程引起的切换损失。因此，当不出现零序系统电流的持续激励时，在分别所选择的相中仅进行少量的切换过程，使得与常规平顶调制仅有极小的偏差。对并联逆变器的相电流的调节的另一设计方案提出，对于全部逆变器，在每个时间点使用相同的额定电流空间矢量。由此，逆变器有利地均匀负载并且进一步简化了电流调节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调节三相的逆变器(WR1)的相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1)的方法，其中‑所述逆变器(WR1)的所述相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1)借助直接的磁滞电流调节来调节，‑并且，还根据所述逆变器(WR1)的零序系统电流(i0_WR1)来切换所述逆变器(WR1)的所选择的相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.15 EP 16189018.11.一种用于调节三相的逆变器(WR1)的相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1)的方法，其中-所述逆变器(WR1)的所述相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1)借助直接的磁滞电流调节来调节，-并且，还根据所述逆变器(WR1)的零序系统电流(i0_WR1)来切换所述逆变器(WR1)的所选择的相。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述零序系统电流(i0_WR1)预设第一磁滞窗，并且当所述零序系统电流(i0_WR1)离开所述第一磁滞窗时，切换所述所选择的相。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述零序系统电流(i0_WR1)位于所述第一磁滞窗之内时，不切换所述所选择的相。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述所选择的相根据所述逆变器(WR1)的输出电压的相位来更换。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别将具有所述逆变器(WR1)的数值上最大的输出电压的相用作为所述所选择的相。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将SDHC电流调节用作为磁滞电流调节。7.一种用于调节多个并联的三相的逆变器(WR1、WR2)的相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1、iU_WR2、iV_WR2、iW_WR2)的方法，其中，每个逆变器(WR1、WR2)的所述相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1、iU_WR2、iV_WR2、iW_WR2)借助根据前述权利要求中任一项所述的方法来调节。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，-对于每个逆变器(WR1、WR2)，将所述逆变器(WR1、WR2)的所述相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1、iU_WR2、iV_WR2、iW_WR2)的实际值的实际电流空间矢量保持在围绕额定电流空间矢量的第二磁滞窗之内，-第一逆变器(WR1)的所述实际电流空间矢量由所述第一逆变器(WR1)的全部三个相电流(iU_WR1、iV_WR1、iW_WR1)形成，-并且，每个另外的逆变器(WR2)的所述实际电流空间矢量由该逆变器(WR2)的刚好两个相电流(iU_WR2、iV_WR2、iW_WR2)在一个假设下形成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺贝特·贝尼希，哈拉尔德·维斯曼，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE