逆变器并联系统及并联方法

专利名称：逆变器并联系统及并联方法
技术领域：
本发明涉及电源逆变器领域，尤其是关于一种逆变器并联系统及并联 方法。
背景技术：
随着电力电子技术的发展，电源逆变技术得到越来越广泛的应用，为 了增加系统容量及增强系统可靠性，很多情况下要求逆变器并联工作。如
图1所示，现有的逆变器并联系统包括相并联的N条支路，每条支路均包 括顺次连接的整流电路、直流母线及逆变器，且每条支路的逆变器均与并 联控制电路连接，每条支路的整流电路用于将输入的交流电转换为直流电， 该直流电由直流母线缓冲后经过逆变器变成交流后输出给负载，该并联控 制电路用于实现逆变器输出的均流。但是，该逆变器并联系统存在如下缺
点l)逆变器的功能是把直流电转换为交流电，所以并联控制电路的控制 对象是交流电，由于交流电具有双向流动的特性，既可以流进，也可以流 出，即使是空载，并联的逆变器之间也有能量交换，如果有一个逆变器总 是吸收能量的话，那么即使很小的能量也能使这个逆变器的母线被冲高， 所以需要精密的检测，增大了检测成本；2)另外，多个逆变器并联的数学 模型是多阶系统，现阶段没有成熟的控制理论可以应用，现有的技术都是 基于实验数据的基础上的，虽然可以实用，但无法从理论上找到依据，由 于实验的数据总是有限的，而现场的应用环境多种多样，所以需要复杂的 算法去适应多变的环境；3)由于是直接控制逆变器(即控制对象是整个系统 的逆变侧)，有时需要增加逆变器的输出电感才能实现控制。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种控制 简单且不用改变逆变器结构的逆变器并联系统及并联方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种逆变器的并联方法， 是用于将N条支路并联，每条支路均包括顺次连接的整流电路、直流母线 和逆变器，该方法通过并联控制电路使各整流电路的输出能量相等。所述的各整流电路的输出电压由并联控制电路的电压环控制，各整流 电路的输出电流由并联控制电路的电流环控制，且利用该电压环的输出作 为该电流环的给定信号。
.该方法将各电压环的输出取平均后作为各电流环的给定信号。
一种逆变器并联系统，包括相并联的N条支路，N为大于1的自然数， 每条支路均包括顺次连接的整流电路、直流母线及逆变器，该整流电路把 输入的交流电转换为直流电，该直流母线对该直流电进行缓冲，然后通过 逆变器将该直流电转换为交流电后供给负载，该N个整流电路均与并联控 制电路连接，该并联控制电路使各整流电路的输出能量相等。
所述的并联控制电路包括一个用于稳定整流电路输出电压的电压环和 N个用于稳定整流电路输出电流的电流环，该电压环与该N个整流电路均 连接，该N个电流环分别与该N个整流电路连接，该电压环的输出作为该 N个电流环共同的给定信号。
所述的并联控制电路包括N个用于稳定整流电路输出电压的电压环和 N个用于稳定整流电路输出电流的电流环，该N个电压环和N个电流环均 分别连接N个整流电路，该N个电压环的输出共接点，各电流环的输入均 接于该接点。
本发明的有益效果是，通过在整个系统的整流侧设置并联控制电路， 通过该并联控制电路使整流电路的输出能量相等，即使输入直流母线的能 量相等，根据能量守恒定律，则各逆变器的输出能量相等，由于控制的是 整流电路输出的直流量，所以控制简单，而且可以不用改变原有的逆变器 结构。


图1是现有逆变器并联系统的结构框图； 图2是本实施方式逆变器并联系统的结构框图。
具体实施例方式
如图1所示，本实施方式逆变器并联系统包括第一支路和第二支路，该 第一支路和第二支路并联。该第一支路包括顺次连接的第一整流电路、第 一直流母线及第一逆变器，该第二支路包括顺次连接的第二整流电路、第 i 二直流母线及第二逆变器，该第一整流电路和第二整流电路均用于接收输 入的交流电，该第一逆变器和第二逆变器均用于输出交流电给各自的负载。 该逆变器并联系统还包括并联控制电路，该并联控制电路与第一整流电路和第二整流电路均连接。对于各条支路，输入的交流电由整流电路转换为 直流电，该直流电由直流母线缓冲，然后通过逆变器转换为交流电后输出 给负载。该并联控制电路用于控制第一整流电路和第二整流电路输出的能 量，使该第一整流电路输出的能量和第二整流电路输出的能量相等，即相 当于输入第一直流母线的能量等于输入第二直流母线的能量，根据能量守 恒定律，输入能量等于输出能量，所以第一逆变器输出的能量等于第二逆 变器输出的能量。
该并联控制电路的一种实施方式是该并联控制电路包括一个作为外 环的电压环和两个作为内环的电流环，该电压环用于稳定第一、第二整流 电路的输出电压，该两个电流环分别用于稳定第一、第二整流电路的输出 电流。该电压环与该第一整流电路和第二整流电路均连接，该两个电流环 分别与第一整流电路和第二整流电路连接，且该电压环的输出作为电流环 的给定信号。该电压环采集第一、第二整流电路的输出电压，并将该输出 电压与自身预设的基准电压进行比较，如输出电压高于该基准电压，则该 电压环使第一、第二整流电路的输出电压减小；如输出电压低于该基准电 压，则该电压环使第一、第二整流电路的输出电压增大，直至使输出电压 等于基准电压。在该输出电压的调节过程中，两个电流环的给定信号也随 着增大或减小，使第一、第二整流电路的输出电流稳定，由于两个电流环 的给定信号相同，所以第一、第二整流电路的输出电流也相等。
该并联控制电路的另一种实施方式是该并联控制电路包括两个电压 环和两个电流环，该两个电压环和该两个电流环均分别与第一、第二整流 电路连接，且该两个电压环的输出共接点，该两个电流环的输入并接在该 接点上。两个电压环分别用于稳定第一、第二整流电路的输出电压，两个 电流环分别用于稳定第一、第二整流电路的输出电流。由于两个电压环共 接点，且该接点连接该两个电流环的输入，所以使两个电压环的输出的平 均值作为两个电流环共同的给定信号。
本发明中，该并联的支路可以有N条，该N为大于等于2的自然数。 并联控制电路则与该N条支路的整流电路连接，用于稳定各条支路的整流
电路的输出电压和输出电流(即稳定各直流母线的输入电压和输入电流)， 使各条支路的输入逆变器的能量相等，从而使各条支路的逆变器具有相同
的输出能量。当并联的支路有N条时，并联控制电路可以包括一个电压环 和N个电流环，该电压环与N个整流电路均连接，该N个电流环分别与N个整流电路连接，且该电压环的输出作为N个电流环共同的给定信号； 该并联控制电路还可包括N个电压环和N个电流环，该N个电压环和N 个电流环均分别与N个整流电路连接，且该N个电压环的输出取平均后作 为N个电流环共同的给定信号。
本发明中，通过在整个系统的整流侧设置并联控制电路，该并联控制 电路使整流电路的输出能量相等，即使输入直流母线的能量相等，根据能 量守恒定律，则各逆变器的输出能量相等。由于整流电路输出的是直流电， 而直流电的流动是单向的，即使检测出现偏差，也不会出现能量倒灌的问 题，所以对检测的要求比较低。由于在逆变器的输入侧实现均流，所以可 以保持原有的逆变器电路不变。另外，直流电路并联的技术比较成熟，己 经有专门的均流集成电路可以选用，如TI公司的UC3907芯片等，可以使 控制算法大大简化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种逆变器的并联方法，是用于将N条支路并联，每条支路均包括顺次连接的整流电路、直流母线和逆变器，其特征在于通过并联控制电路使各整流电路的输出能量相等。
2. 根据权利要求1所述的一种逆变器的并联方法，其特征在于所述 的各整流电路的输出电压由并联控制电路的电压环控制，各整流电路的输 出电流由并联控制电路的电流环控制，且利用该电压环的输出作为该电流 环的给定信号。
3. 根据权利要求2所述的一种逆变器的并联方法，其特征在于将各 电压环的输出取平均后作为各电流环的给定信号。
4. 一种逆变器并联系统，包括相并联的N条支路，N为大于1的自然数，每条支路均包括顺次连接的整流电路、直流母线及逆变器，该整流电 路把输入的交流电转换为直流电，该直流母线对该直流电进行缓冲，然后通过逆变器将该直流电转换为交流电后供给负载，其特征在于该N个整 流电路均与并联控制电路连接，该并联控制电路使各整流电路的输出能量 相等。
5. 根据权利要求4所述的逆变器并联系统，其特征在于所述的并联控制电路包括一个用于稳定整流电路输出电压的电压环和N个用于稳定整 流电路输出电流的电流环，该电压环与该N个整流电路均连接，该N个电 流环分别与该N个整流电路连接，该电压环的输出作为该N个电流环共同 的给定信号。
6. 根据权利要求4所述的逆变器并联系统，其特征在于所述的并联 控制电路包括N个用于稳定整流电路输出电压的电压环和N个用于稳定整 流电路输出电流的电流环，该N个电压环和N个电流环均分别连接N个 整流电路，该N个电压环的输出共接点，各电流环的输入均接于该接点。
全文摘要
本发明公开了一种逆变器并联系统及并联方法，它包括相并联的N条支路，N为大于1的自然数，每条支路均包括顺次连接的整流电路、直流母线及逆变器，该整流电路把输入的交流电转换为直流电，该直流母线对该直流电进行缓冲，然后通过逆变器将该直流电转换为交流电后供给负载，该N个整流电路均与并联控制电路连接，该并联控制电路使各整流电路的输出能量相等。通过在整个系统的整流侧设置并联控制电路，通过该并联控制电路使整流电路的输出能量相等，即使输入直流母线的能量相等，根据能量守恒定律，则各逆变器的输出能量相等，由于控制的是整流电路输出的直流量，所以控制简单，而且可以不用改变原有的逆变器结构。
文档编号H02J3/46GK101409452SQ20071012382
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者刘程宇, 延汇文, 杨戈戈 申请人:深圳科士达科技股份有限公司