逆变器的直流侧均压控制方法和装置与流程

本发明涉及逆变器，具体涉及一种逆变器的直流侧均压控制方法和一种逆变器的直流侧均压控制装置。

背景技术：

1、在三相四线制逆变器中，经常会因为正、负母线电容充放电不一致而引起的正、负母线电压偏压，或者因为带不平衡负载而引起正、负母线电压低频波动，这使得直流侧不均压成为三相四线制逆变器的一大缺陷。三相四线制逆变器直流侧不均压会导致其输出电压波形畸变、开关器件因承压不均而易损坏等问题。

2、因此，如何有效维持三相四线制逆变器直流侧正、负母线电压的均衡成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种逆变器的直流侧均压控制方法和装置，能够有效维持逆变器直流侧正、负母线电压的均衡，从而提高逆变器的性能和寿命。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种逆变器的直流侧均压控制方法，通过对平衡桥臂的控制实现，所述逆变器的直流侧设置有正母线电容和负母线电容，所述正母线电容的一端连接到所述逆变器的正母线，所述正母线电容的另一端与所述负母线电容的一端连接到第一中点，所述负母线电容的另一端连接到所述逆变器的负母线，所述平衡桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的第一极连接到所述正母线，所述上开关管的第二极与所述下开关管的第一极连接到第二中点，所述下开关管的第二极连接到所述负母线，所述第一中点与所述第二中点之间还连接有平衡桥电感，所述方法包括以下步骤：获取所述正母线电容的电压和所述负母线电容的电压；获取所述逆变器的三相输出电流；根据所述正母线电容的电压、所述负母线电容的电压和所述三相输出电流生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号；将所述上开关管的控制信号输入所述上开关管的控制极、将所述下开关管的控制信号输入所述下开关管的控制极，以对所述上开关管和所述下开关管进行导通关断控制，其中，所述上开关管和所述下开关管互补导通。

4、根据所述正母线电容的电压、所述负母线电容的电压和所述三相输出电流生成所述上开关管和所述下开关管的控制信号，具体包括：根据参考电压、所述负母线电容的电压与所述正母线电容的电压之差进行电压环控制，得到参考电流；根据所述参考电流、所述三相输出电流进行电流环控制，得到调制信号；根据所述调制信号生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号。

5、根据以下公式得到所述参考电流：

6、

7、其中，s表示复变量，iref(s)表示所述参考电流，kp(v)表示电压环pi控制器的比例系数，ki(v)表示所述电压环pi控制器的积分系数，vref(s)表示所述参考电压，vbus-(s)表示所述负母线电容的电压，vbus+(s)表示所述正母线电容的电压。

8、根据以下公式得到所述调制信号：

9、

10、其中，vm(s)表示所述调制信号，kp(i)表示电流环pi控制器的比例系数，ki(i)表示所述电流环pi控制器的积分系数，iref(s)表示所述参考电流，ia(s)、ib(s)、ic(s)分别表示所述逆变器的a、b、c相输出电流。

11、根据所述调制信号生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号，具体包括：根据所述调制信号和载波信号，生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号。

12、一种逆变器的直流侧均压控制装置，所述逆变器的直流侧设置有正母线电容和负母线电容，所述正母线电容的一端连接到所述逆变器的正母线，所述正母线电容的另一端与所述负母线电容的一端连接到第一中点，所述负母线电容的另一端连接到所述逆变器的负母线，所述装置包括：平衡桥臂，所述平衡桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的第一极连接到所述正母线，所述上开关管的第二极与所述下开关管的第一极连接到第二中点，所述下开关管的第二极连接到所述负母线，所述第一中点与所述第二中点之间还连接有平衡桥电感；第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述正母线电容的电压和所述负母线电容的电压；第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述逆变器的三相输出电流；控制模块，所述控制模块用于根据所述正母线电容的电压、所述负母线电容的电压和所述三相输出电流生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号，并将所述上开关管的控制信号输入所述上开关管的控制极、将所述下开关管的控制信号输入所述下开关管的控制极，以对所述上开关管和所述下开关管进行导通关断控制，其中，所述上开关管和所述下开关管互补导通。

13、所述控制模块具体包括：电压环pi控制器，所述电压环pi控制器用于根据参考电压、所述负母线电容的电压与所述正母线电容的电压之差进行电压环控制，得到参考电流；电流环pi控制器，所述电流环pi控制器用于根据所述参考电流、所述三相输出电流进行电流环控制，得到调制信号；生成单元，所述生成单元用于根据所述调制信号生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号。

14、所述电压环pi控制器根据以下公式得到所述参考电流：

15、

16、其中，s表示复变量，iref(s)表示所述参考电流，kp(v)表示所述电压环pi控制器的比例系数，ki(v)表示所述电压环pi控制器的积分系数，vref(s)表示所述参考电压，vbus-(s)表示所述负母线电容的电压，vbus+(s)表示所述正母线电容的电压。

17、所述电流环pi控制器根据以下公式得到所述调制信号：

18、

19、其中，vm(s)表示所述调制信号，kp(i)表示所述电流环pi控制器的比例系数，ki(i)表示所述电流环pi控制器的积分系数，iref(s)表示所述参考电流，ia(s)、ib(s)、ic(s)分别表示所述逆变器的a、b、c相输出电流。

20、所述生成单元根据所述调制信号和载波信号，生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号。

21、本发明的有益效果：

22、本发明通过设置平衡桥臂，并根据正、负母线电容的电压和逆变器的三相输出电流对平衡桥臂进行控制，能够有效维持逆变器直流侧正、负母线电压的均衡，从而提高逆变器的性能和寿命。

技术特征：

1.一种逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，通过对平衡桥臂的控制实现，所述逆变器的直流侧设置有正母线电容和负母线电容，所述正母线电容的一端连接到所述逆变器的正母线，所述正母线电容的另一端与所述负母线电容的一端连接到第一中点，所述负母线电容的另一端连接到所述逆变器的负母线，所述平衡桥臂包括上开关管和下开关管，所述上开关管的第一极连接到所述正母线，所述上开关管的第二极与所述下开关管的第一极连接到第二中点，所述下开关管的第二极连接到所述负母线，所述第一中点与所述第二中点之间还连接有平衡桥电感，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，根据所述正母线电容的电压、所述负母线电容的电压和所述三相输出电流生成所述上开关管和所述下开关管的控制信号，具体包括：

3.根据权利要求2所述的逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，根据以下公式得到所述参考电流：

4.根据权利要求3所述的逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，根据以下公式得到所述调制信号：

5.根据权利要求4所述的逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，根据所述调制信号生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号，具体包括：

6.一种逆变器的直流侧均压控制装置，其特征在于，所述逆变器的直流侧设置有正母线电容和负母线电容，所述正母线电容的一端连接到所述逆变器的正母线，所述正母线电容的另一端与所述负母线电容的一端连接到第一中点，所述负母线电容的另一端连接到所述逆变器的负母线，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的逆变器的直流侧均压控制装置，其特征在于，所述控制模块具体包括：

8.根据权利要求7所述的逆变器的直流侧均压控制装置，其特征在于，所述电压环pi控制器根据以下公式得到所述参考电流：

9.根据权利要求8所述的逆变器的直流侧均压控制装置，其特征在于，所述电流环pi控制器根据以下公式得到所述调制信号：

10.根据权利要求9所述的逆变器的直流侧均压控制装置，其特征在于，所述生成单元根据所述调制信号和载波信号，生成所述上开关管的控制信号和所述下开关管的控制信号。

技术总结
本发明提供一种逆变器的直流侧均压控制方法和装置，所述方法通过对平衡桥臂的控制实现，平衡桥臂包括上开关管和下开关管，所述方法包括以下步骤：获取正母线电容的电压和负母线电容的电压；获取逆变器的三相输出电流；根据正母线电容的电压、负母线电容的电压和三相输出电流生成上开关管的控制信号和下开关管的控制信号；将上开关管的控制信号输入上开关管的控制极、将下开关管的控制信号输入下开关管的控制极，以对上开关管和下开关管进行导通关断控制，其中，上开关管和下开关管互补导通。本发明能够有效维持逆变器直流侧正、负母线电压的均衡，从而提高逆变器的性能和寿命。

技术研发人员：贾晓宇,朱选才,马杰
受保护的技术使用者：万帮数字能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15