[发明专利]一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法

说明书

本发明涉及一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法，步骤S1：设定逆变器的电路模态；步骤S2：限定逆变器开关频率的最大值和最小值，设定采样频率fsubgt;c/subgt;、逆变器被控制量参考值Xsubgt;r/subgt;以及阈值ΔXsubgt;1/subgt;、ΔXsubgt;2/subgt;；步骤S3：设当前采样周期为第i个周期，每个采样周期电路模态切换时刻为Tsubgt;i/subgt;，相邻两个采样周期电路模态切换时刻间隔ΔTsubgt;i/subgt;固定为一个采样周期Tsubgt;c/subgt;；记录第i‑1周期逆变桥电路模态；获取逆变器在Tsubgt;i/subgt;时刻被控制量X的采样值；步骤S4：判断Xsubgt;r/subgt;在Tsubgt;i/subgt;时刻的极性，判断X在Tsubgt;i/subgt;时刻所处阈值区间，根据Xsubgt;r/subgt;正负半周的电路模态与阈值区间的对应规则，选择并切换逆变器电路模态；本发明可控的开关频率范围和更快的调节速度，能有效降低电路的开关频率、减少开关损耗并且使得逆变器的滤波参数便于设计。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法。

背景技术

逆变器是应用功率半导体器件将直流电变换成交流电的一种静止变流装置，被广泛应用于光伏并网、直流微网以及电动车等新能源领域。确保输出波形为稳定、高质量的正弦波是单相逆变器控制的首要目标。滞环电流控制是一种基于瞬时值反馈的控制方式,具有鲁棒性好、电流响应速度快、电路结构简单等优点,其运行机制如下:设置参考电流上下边界值,将输出电流反馈到给定端,当反馈输出电流大于参考电流上边界值,则产生一个控制信号,驱动相应的功率开关管,使输出电流减少。当输出电流小于电流下边界值,则产生一个控制信号,驱动相应的功率开关管,使输出电流增加。其余情况保持原开关状态。由于开关管开关点更迭取决于逆变器输出电流到达上下限的时间,且电感电流的变化率随时间变化,因而会导致其开关频率不固定,变化范围大,导致滤波器的尺寸过大和调节性能的恶化,使输出特性不理想。这是限制滞环控制应用的主要原因。因此，如何在保证控制效果的情况下实现开关频率范围的可控，减小后级滤波器设计难度，是逆变器滞环控制所面临的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法，在保证较好的控制效果的基础上，限制了开关频率范围，给后级滤波器设计带来方便，且无需经过繁琐的计算来控制电路，节省了芯片资源。

本发明采用以下方案实现：一种逆变器的准定频多阈值区间滞环控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：设定逆变器的正、负、零三种电路模态；

步骤S2：限定逆变器开关频率的最大值和最小值，设定采样频率f_c、逆变器被控制量参考值X_r以及阈值ΔX₁、ΔX₂，其中ΔX₂＞ΔX₁≥0；在逆变器离网运行时，逆变器被控制量X为逆变器输出电压U₀；在逆变器并网运行时，逆变器被控制量X为逆变器输出电流I₀；

步骤S3：令当前采样周期为第i个周期，每个采样周期电路模态切换时刻为T_i，i＝1,2,3,...,n，n为整数；每个采样周期中，电路模态切换时刻T_i均处于该周期最初始的时刻，相邻两个采样周期电路模态切换时刻间隔ΔT_i固定为一个采样周期T_c；记录第i-1周期逆变器电路模态；获取逆变器在T_i时刻被控制量X的采样值；

步骤S4：判断X_r在T_i时刻的极性，判断X在T_i时刻所处阈值区间，根据X_r正负半周的电路模态与阈值区间的对应规则，选择并切换逆变器电路模态；逆变器电路模态切换过程完成后跳转至步骤S3，进入第i+1个采样周期。