[发明专利]一种三相四桥臂逆变器的控制装置

说明书

本发明涉及一种三相四桥臂逆变器的控制装置，包括三个霍尔电流传感器、三个采样电流处理电路和一个数字信号处理器，三个霍尔电流传感器分别串接在三相四桥臂逆变器的三相输出线路上，各个霍尔电流传感器分别与相应的采样电流处理电路连接，然后接至数字信号处理器，数字信号处理器根据三相输出电流判断三相输出不平衡度是否超过基础阈值，未超过则数字信号处理器发出前三桥臂脉冲驱动PWM信号，逆变器整体作为三相三桥臂结构输出电压，超过则数字信号处理器同时还输出第四桥臂脉冲驱动PWM信号，逆变器整体作为三相四桥臂结构，补充零序电流。该装置有利于减少三相四桥臂逆变器的故障率，提高三相四桥臂逆变器工作的可靠性和快速性。

技术领域

本发明属于逆变器领域，具体涉及一种三相四桥臂逆变器的控制装置。

背景技术

四桥臂逆变器技术，就是在三相桥臂的基础上增设一对桥臂与用电网的中性线直接相连，用以实现零序电流的直接补偿，四桥臂逆变器的控制范围大于三桥臂逆变器。虽然三相四桥臂逆变器拓扑结构简单、直流电压利用率高，体积小、输出电压不平衡度明显减小，可以有效降低系统损耗，但是控制方式较为复杂，特别是第四桥臂和前三桥臂的解耦以及第四桥臂上下开关管的控制策略。常用的四桥臂逆变器的控制手段有：双闭环控制（最简单常见，可以解决普通的三相负载不平衡输出问题）、重复控制（有效解决周期性出现的干扰和误差）、谐振控制（有效消除谐振）、电流滞环、零序分量注入法等。根据搭载的负载种类和实际输出的波形，选择一种或者组合多种控制策略。不恰当的控制策略和组合方式会造成输出波形的进一步恶化，因此，实时根据输出选择合理的控制策略是很有必要的。

一般的三相电使用场合下，不存在绝对的平衡状态。一定程度的三相输出电压不平衡不会影响到设备的正常使用。根据《中华人民共和国国家标准》中关于电能质量的内容，电力系统公共连结点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%，可见是允许一定程度的不平衡存在的。

现有技术无法在电源逆变过程中合理有效的组合前三桥臂和第四桥臂的关系。理论上任何的三相负载不平衡导致的三相输出电流不平衡，都可以产生驱动第四桥臂的PWM波。不合理的控制策略和控制参数的选取会直接影响到波形的输出，在一定程度上降低了系统的可靠性。由于不存在绝对的平衡状态，四桥臂逆变器中第四桥臂处于实时的工作状态，使得系统的工作状态增加，当系统仅存在轻微的不平衡时，第四桥臂的参与控制程度较低，性能浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相四桥臂逆变器的控制装置，该装置有利于减少三相四桥臂逆变器的故障率，提高三相四桥臂逆变器工作的可靠性和快速性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三相四桥臂逆变器的控制装置，包括三个霍尔电流传感器、三个采样电流处理电路和一个数字信号处理器，所述三个霍尔电流传感器分别串接在三相四桥臂逆变器的三相输出线路上，以检测三相输出电流，各个霍尔电流传感器分别与相应的采样电流处理电路连接，然后接至数字信号处理器，以将采集到的电流模拟信号转换为电流数字信号再传输给数字信号处理器，所述数字信号处理器根据三相输出电流判断三相输出不平衡度是否超过设定的基础阈值，未超过则数字信号处理器发出前三桥臂脉冲驱动PWM信号，逆变器整体作为三相三桥臂结构输出电压，超过则数字信号处理器同时输出前三桥臂脉冲驱动PWM信号和第四桥臂脉冲驱动PWM信号，逆变器整体作为三相四桥臂结构，给电压不平衡产生的零序电流分量提供通路。

进一步地，所述霍尔电流传感器的两电流检测脚串接在三相四桥臂逆变器的三相输出线路上，所述霍尔电流传感器的信号输出脚连接采样电流处理电路。

进一步地，所述霍尔电流传感器采用ACS758芯片。