[发明专利]三相并联式逆变模块的同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相模块化并联式逆变电源领域，尤其涉及三相并联式不间断电源系统的同步。

背景技术

当前，交流电源供电方式正在由集中式向分布式、全功能式发展。由多个逆变模块并联组成的电源系统，已成为一项很有前景的工程应用方案。这种并联冗余系统具有如下优点：运行可靠，功率范围广，具有极高的系统可维修性能，在模块出现故障时，可以很方便地进行热插拔更换或维修。其技术关键是各逆变模块的同步问题，也即各逆变模块的输出电压应满足同幅、同频与同相，以达到均分负载和环流为零的要求。

交流并联系统的环流主要由各逆变模块之间的输出电压幅度与相位的差异造成，可通过均流技术与锁相算法来抑制。然而，目前并没有理想的三相锁相算法，如采样单相锁相的思想，由于每个工频周期才调整一次步长，锁相过程复杂，速度迟缓。另外，除了基波与谐波分量外，环流中还含有不可控的高频分量。由于上电时刻不同与晶振的漂移，各逆变模块的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)载波将不能保证同步，从而产生高频分量，这在分散式控制的并联系统中极难消除。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中存在的问题，提出一种对三相并联式逆变模块进行同步的方法，解决三相锁相问题，并在此基础上进一步解决环流中的高频分量问题。

本发明提供的三相并联式逆变模块的同步方法，包括以下步骤：

1.1并联系统中各逆变模块通过总线抢占的方法自由竞争，由系统控制确定一台主机，其余模块均设定为从机；

1.2主机以旁路电压为锁相跟踪源，而从机则以主机的输出电压为锁相跟踪源，各模块分别进行后续步骤；

1.3采样三相跟踪源电压与三相输出电压，计算跟踪源电压与输出电压的频率、频率差与相位差；

1.4根据跟踪源与输出电压之间的频率差，调整PWM调制正弦波的查表步长，以改变逆变模块自身的输出电压频率，使其逐步锁定跟踪源频率；

1.5当频率已锁定，再根据跟踪源与输出电压之间的相位差，微调PWM调制正弦波的查表步长，减小两者之间的相位差，对相位进行锁定。

在上述方案中，若跟踪源电压空间矢量对应的频率在锁相范围内，对跟踪源电压进行锁相，否则，产生一个对应于50Hz三相量的空间矢量，再进行锁相。

用下述方法完成频率的锁定：