三相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及=相逆變電源控制優(yōu)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于=相逆變電源來(lái)說(shuō)，為了提高功率因數(shù)和降低電網(wǎng)電流諧波，前級(jí)一般會(huì)加 入PFC整流環(huán)節(jié)。如果瞬投負(fù)載，直流母線電壓會(huì)瞬時(shí)跌落，如果直流母線電壓跌落值靠近 市電峰值時(shí)，=相逆變電源輸出電壓就會(huì)發(fā)生削頂現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致逆變電壓崎變嚴(yán)重。直流母 線電壓的跌落幅值除了和=相逆變電源中直流母線電容的容值W及逆變帶載負(fù)載情況相 關(guān)外，還和S相逆變電源中PFC電壓環(huán)控制器的帶寬有著密切的聯(lián)系。PFC電壓環(huán)控制器帶 寬越寬，直流母線電壓的帶載時(shí)的瞬態(tài)特性就越好，但輸入電流的THD(諧波失真)就越差。 所W技術(shù)人員在設(shè)計(jì)PFC電壓環(huán)控制器帶寬的時(shí)候都需要折中考慮，運(yùn)會(huì)導(dǎo)致PFC控制的穩(wěn) 態(tài)性能惡化，更難達(dá)到動(dòng)態(tài)性能的最優(yōu)。
[0003] 另外，為了防止帶載時(shí)直流母線電壓由于跌落會(huì)導(dǎo)致逆變輸出電壓崎變嚴(yán)重，往 往會(huì)把直流母線電壓的設(shè)定值設(shè)置為高于市電峰值較大的幅度，但是運(yùn)種方式往往會(huì)導(dǎo)致 前級(jí)PFC效率低下W及后級(jí)逆變開關(guān)管應(yīng)力增大，進(jìn)而降低了逆變電源的效率和可靠性。因 此，提供一種能夠保證=相逆變電源在帶載過(guò)程中直流母線電壓不跌落的算法，改進(jìn)變換 電源輸出質(zhì)量，提高效率及可靠性等成為目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述問(wèn)題，本申請(qǐng)記載了一種=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償 控制算法，應(yīng)用于S相逆變電源前級(jí)PFC電流環(huán)控制器，所述算法包括步驟：
[0005] 判斷直流母線是處于穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)；
[0006] 于所述直流母線處于瞬態(tài)時(shí)，將所述=相逆變電源瞬時(shí)輸出的未濾波的瞬時(shí)有功 功率作為所述PFC電流環(huán)控制器的前饋分量；
[0007] 于所述直流母線處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，將濾波后的所述=相逆變電源瞬時(shí)輸出的瞬時(shí)有功 功率進(jìn)行處理后作為所述PFC電流環(huán)控制器的前饋分量。
[0008] 較佳的，于所述直流母線處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，將濾波后的所述瞬時(shí)有功功率進(jìn)行處理的 過(guò)程包括步驟：
[0009] 將所述瞬時(shí)有功功率經(jīng)=相輸入電導(dǎo)環(huán)節(jié)進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化，再分別乘W=相市電電 壓瞬時(shí)值作為=相輸入電流的前饋分量。
[0010] 較佳的，判斷所述直流母線是處于穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)的過(guò)程包括步驟：
[0011] 獲取最多200微秒時(shí)間段內(nèi)的所述=相逆變電源的輸入電能和輸出電能；
[0012] 對(duì)所述輸入電能和所述輸出電能進(jìn)行比較；
[0013] 根據(jù)所述比較結(jié)果判定所述直流母線處于瞬態(tài)還是穩(wěn)態(tài)。
[0014] 較佳的，于所述輸出電能和所述輸入電能的差值大于闊值時(shí)，判定所述直流母線 處于瞬態(tài);否則，判定所述直流母線處于穩(wěn)態(tài)。
[0015] 較佳的，所述闊值為所述直流母線的電壓參考設(shè)定值和市電電壓峰值的差值的五 分之一。
[0016] 較佳的，利用智能邏輯比較器對(duì)所述輸入電能和所述輸出電能進(jìn)行比較。
[0017] 較佳的，低通濾波器對(duì)所述瞬時(shí)有功功率進(jìn)行濾波。
[0018] 較佳的，直流母線電壓瞬態(tài)特性提高，降低PFC電壓環(huán)控制器的帶寬，用W降低輸 入電流的崎變率。
[0019] 較佳的，加入所述前饋補(bǔ)償控制算法后，W降低所述直流母線的設(shè)定值。
[0020] 較佳的，所述設(shè)定值不低于市電峰值電壓和所述直流母線的電壓紋波電壓之和。
[0021] 上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:本發(fā)明提出的一種=相逆變電源逆變輸 出功率前饋補(bǔ)償控制算法，應(yīng)用于S相逆變電源后級(jí)帶S相平衡負(fù)載時(shí)前級(jí)輸入的PFC控 制器中，通過(guò)對(duì)PFC電流環(huán)控制器參考加入逆變輸出功率前饋控制的算法，來(lái)保證S相逆變 電源帶載時(shí)直流母線電壓的瞬態(tài)性能。該算法通過(guò)對(duì)PFC控制器加入逆變輸出功率的前饋 補(bǔ)償，來(lái)保證瞬態(tài)時(shí)直流母線電壓的性能，減少=相逆變電源逆變電壓瞬時(shí)帶載的崎變率。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 參考所附附圖，W更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說(shuō)明和 闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0023] 圖1為本發(fā)明一種=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算法的流程 示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明一種=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算法的控制 框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率 前饋補(bǔ)償控制算法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026] 如圖1所示，一種=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算法，主要包 括步驟：
[0027] 判斷直流母線是處于穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)；
[0028] 于所述直流母線處于瞬態(tài)時(shí)，將=相逆變電源瞬時(shí)輸出的未濾波的瞬時(shí)有功功率 作為S相逆變電源前級(jí)PFC電流環(huán)控制器輸入的前饋分量；
[0029] 于所述直流母線處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，將濾波后的=相逆變電源瞬時(shí)輸出的瞬時(shí)有功功率 處理后作為S相逆變電源前級(jí)PFC電流環(huán)控制器輸入的前饋分量;該濾波過(guò)程可W采用低 通濾波器。
[0030] 進(jìn)一步來(lái)講，在判斷直流母線的電壓是處于穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)的過(guò)程中，主要包括步 驟：
[0031] 獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的=相逆變電源的輸入電能和輸出電能；
[0032] 對(duì)所述輸入電能和所述輸出電能進(jìn)行比較，該比較過(guò)程可W采用智能邏輯比較 器；
[0033] 根據(jù)比較結(jié)果判定所述直流母線是處于瞬態(tài)還是穩(wěn)態(tài)。
[0034] 進(jìn)一步來(lái)講，在直流母線處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，對(duì)濾波后的=相逆變電源瞬時(shí)輸出的瞬時(shí) 有功功率需要進(jìn)行處理，該處理過(guò)程主要是將該瞬時(shí)有功功率經(jīng)=相輸入電導(dǎo)環(huán)節(jié)的等效 轉(zhuǎn)化，然后再分別乘WS相市電電壓瞬時(shí)值。經(jīng)運(yùn)樣的處理后，才能作為PFC電流環(huán)控制器 的前饋分量。
[0035] 具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例提出的=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算 法中，通過(guò)智能邏輯比較器判斷預(yù)設(shè)時(shí)間段(一般可在較短的時(shí)間段，優(yōu)選的在最多200微 秒時(shí)間內(nèi)，具體可依據(jù)時(shí)間的需求而設(shè)定）內(nèi)輸入電能和輸出電能之間的差值，根據(jù)該差值 可W進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的判別。瞬態(tài)時(shí)，將=相逆變電源逆變瞬時(shí)輸出的未濾波的瞬時(shí)有功 功率作為PFC電流環(huán)的前饋分量，運(yùn)樣在瞬投負(fù)載或運(yùn)瞬卸負(fù)載時(shí)，可W基本保證S相逆變 電源中直流母線電壓不發(fā)生跌落和上沖的現(xiàn)象;穩(wěn)態(tài)時(shí)，將濾波后的=相逆變電源的逆變 瞬時(shí)輸出的瞬時(shí)有功功率經(jīng)=相輸入電導(dǎo)環(huán)節(jié)的等效轉(zhuǎn)化，再乘W=相市電電壓瞬時(shí)值， 然后作為PFC電流環(huán)的前饋分量，運(yùn)種方式能夠有效的減少S相逆變電源帶載時(shí)輸入電流 或輸出電壓的崎變。
[0036] 進(jìn)一步來(lái)講，于輸出電能和輸入電能的差值大于闊值時(shí)，判定直流母線處于瞬態(tài)； 否則，判定直流母線處于穩(wěn)態(tài)。其中，闊值的大小優(yōu)選的為直流母線的參考設(shè)定值和市電電 壓峰值的差的五分之一。
[0037] 進(jìn)一步來(lái)講，在加入本實(shí)施例提出的=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ) 償控制算法后，由于對(duì)PFC電壓環(huán)控制器的瞬態(tài)性能要求不高，所WPFC電壓環(huán)控制器的帶 寬可W適當(dāng)降低，W減少PFC電壓環(huán)控制器輸出的諧波分量。即在加入前饋補(bǔ)償控制算法 后，由于直流母線電壓瞬態(tài)特性得W提高，W降低輸入電流的崎變率為目標(biāo)，降低PFC電壓 環(huán)控制器的帶寬。
[0038] 優(yōu)選的，可W在加入前饋補(bǔ)償控制算法后，將PFC電壓控制器的帶寬降低至少一 倍。
[0039] 進(jìn)一步來(lái)講，在加入本實(shí)施例提出的=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ) 償控制算法后，由于直流母線電壓基本不發(fā)生跌落現(xiàn)象，所W可W將直流母線電壓的設(shè)定 值降低，W減少PFC控制器和逆變開關(guān)管的耐壓。
[0040] 優(yōu)選的，設(shè)定值的最小范圍不能低于市電峰值電壓和半個(gè)直流母線電壓紋波電壓 之和。
[0041] 具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例提出的=相逆變電源逆變輸出瞬時(shí)有功功率前饋補(bǔ)償控制算 法，主要應(yīng)用于S相逆變電源前級(jí)輸入的PFC電流環(huán)控制器，通過(guò)對(duì)PFC電流環(huán)控制器參考 加入逆變輸出功率前饋控制的算法，來(lái)保證=相逆變電源帶載