[发明专利]一种并联逆变器的共模电压消除方法

说明书

技术领域

本发明是关于逆变器并联时，如何消除共模电压对系统的影响的方法。

背景技术

三相PWM（脉冲宽度调制）逆变器是电力电子领域常见的一种拓扑结构。虽然调制波是标准的三相对称的电压波形，但是由于功率器件开关频率的限制，调制得到的三相电压波形实际上并不是完全平衡的。三相调制电压波之间存在一个零序电压，其大小为三相电压之和，称为共模电压。共模电压施加在中性点O和地之间，主要的频段位于开关频率附近。共模电压是设备内部产生电磁兼容（EMC）问题的主要原因。消除共模电压的影响主要有两种方法：一种是根据共模电压的幅频特性，采取截止频率小于开关频率的低通滤波器；另一种方法是检测共模电压，人为产生一个共模电压波形，其大小和逆变器输出的共模电压相同，相位相反，以抵消共模电压的影响。

 目前，电力电子设备功率正向着大型化发展。然而，由于功率开关器件容量的限制，为了获得很大设备容量，往往需要将多台逆变器进行并联，如图1所示。并联之后，中性点的共模电压是逆变器的共模电压之和，对系统的EMC性能提出了更大的挑战。本发明针对并联系统的特点，提出了一种基于反馈的载波信号相移策略，用于消除逆变器并联时共模电压的影响的方法。

发明内容

为了以上目的，本发明提出了一种消除共模电压的方法。从并联逆变器中选出一台作为主机，其他作为从机，具体方法描述如下：

(1)      利用电阻测量中性点和地之间的电压；

(2)      将该信号引入到从机的硬件板，对该信号进行整流处理，得到信号的平均值；

(3)      将该平均值作为反馈信号，以零为参考信号，载波的相位或者驱动信号的相位作为控制量，构成一个闭环控制系统。设计适当的控制器使得系统稳定。由于共模电压的频率非常高，此控制系统需全部采用硬件实现；

(4)      为了保证控制性能，需要对从机载波或驱动信号的相位偏移进行限幅；

(5)      多台逆变器并联的情况下，当其中的一台从机达到相位的限幅以后，可以利用其它的从机继续补偿该共模电压；

(6)      通过主机上的相位限幅在线调整器，调整从机上反馈系统的限幅值，避免相位偏差在各个从机之间分配不均匀的情况；

(7)      当控制系统稳定的时候，表示中性点和地之间的电压已经为零，从而消除了共模电压的影响。

本发明的积极效果如下：

（a）利用逆变器本身而不是EMC滤波器消除共模电压的影响，从源头上减弱了干扰源，降低了EMC设计的成本；

（b）实现简单，仅需要对从机的载波信号进行相移就可以消除共模电压的影响。

附图说明

在本专利申请的权利要求书中，具体地指出了本发明的主题，并清楚地对其提出了专利保护。然而参照下面的详细说明和附图，可以更好的理解本发明的有关结构和实现方法以及其目的、特征和优势。

图1是逆变器并联的拓扑结构，两台逆变器中性点共地，Z是测量共模电压的电阻。

图2是逆变器并联情况下，消除共模电压的反馈控制原理图。

以上所述仅是本发明的优选的技术方案，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进与润饰也可以视为本发明的保护范围之内。