基于三次谐波注入法的逆变器控制设计

左 右 。 １．１三次谐 波注入 法的原理
一 些列仿真 ，及模拟 的过压欠压 电压源及 电流 输 出 电压采样 调 理 电路主 要包 括 电压传 源验证 了该控制方案的可行性。
感器 ＬＶ－２８Ｐ、精 密整 流 电路 、半波 整流 电路
采 用三 次 谐波 注入 法后 ，其三 个桥 臂 的 调制波表达 式分别为：
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ● 电子技术
基于三次谐波注入法 的逆 变器控制设计
文 ／曹 钰
本 论 文为 了提 高三相 逆 变器
的直 流 电压 利用 率， 采用 了用 三 次 谐 波注 入 的逆 变 器，其 次本 论
文 对基 于 三次 谐 波注入 法 的逆 变 器进行 了 系统 建模 ，设 计 了输入
ｒ ·ｓｉｎ（ ＋ｋｓｉｎ（Ｓ ００
｛ ＝ ．ｓｉｎ（ 口＋１２０。）＋ｋｓｉｎ（Ｓ 口０ ｌ ·ｓｉｎ（ 口＋２４０。）＋ｋｓｉｎ（３ 口０
式 中，ｍ 为调制 比，ｋ为三次谐波系数 ， 且 ０．１５ ｋ ０．２，在 实际应 用中 ，为 了兼顾 其 对输 出电压谐波 和直流 电压利用率 的影响 ，通 常 取 ｋ为 ０．１８。
１三次谐波注入法逆变 电源控制 方案
在 采 取 常 规 的 ＳＰＷＭ 调 制 时， 相 电压 的峰 值 可 以达到 直流 母线 电压 的 一半 ，即 ／２，其 输 出线 电压 的峰值 为４＂３Ｕｄ／２，所 以说 ＳＰＷ Ｍ 的 直 流 电压 利 用 率 仅 有 ８６．６％。 提 高 电 压 利 用 率 的基 本 做 法 就 是通 过 各 种 变 换 方 式 ， 使 相 电 压 的 基 波 峰 值 超 过 ｕ ／２。 如 果 能 够 利 用 现有的直流 电压 ，通过 调制波变换的方法得 到更高的输出 电流 电压 ，则可 大大提高系统稳 定输 出的能力，于是，就有了优化 ＰＷＭ 方法 ． 三 次谐波 注入法 。一般情况 下，利 用三次谐波 注入法 ，可使直流 电源 电压 的利用率提 高到 １．２
１．２ 逆 变 器 控 制 保 护 原 理
和双 Ｔ滤波 电路几部分组成 。逆变器三相输 出 相 电压分别 经 电压 传感器 ＬＶ－２８Ｐ隔离 ，输 出 正 弦 电压 信 号 ，采 用 精 密 整 流 电 路 将 其 整 流 为 馒 头 波 ，三 个 馒 头 波 经 过 二 极 管 获 得 ６脉 波 直 流 信 号 ，再 经 过 双 Ｔ滤 波 器 得 到 整 流 后 的 平 均 电压，送给 ＤＳＰ的 ＡＤ 口进行采样 。
输 出电压 电 流的 采样 调理 电路 ，
以及精 密整 流 电路 ，双 Ｔ滤波 电 路 和峰 值保 持 电路 等 等。 最后根
据样 机 的性 能要 求对 逆 变 器主 功
率 电路 、控 制 电路 、驱 动 电路 、
保 护 电路 进行 了详 细 的设 计。针
对 输 入 电 压 ： ２５０－２８ＯＶｄｃ； 输 出 功 率 为 ６ｋＶＡ／４００Ｈｚ； 输 出 电 压 来自百度文库
２．３峰 值 保持 电路
峰 值 保 持 电路 是 一 种 能 跟 随 输 入 信 号 变 化 并 能 将 最 大 值 记 忆 下来 的 电路 。 在 工 业 过 程 自动检测中往往需要将某些物理量 如温度 、压 力等最大值保留下来， 以供记录、分析用 。
其原 理是 ：当输 入信 号为 正 半周 时二 极
２ 调 理 电 路 设 计
２ ．
１
电
流
采样
调
理
电
路设
计
电流 量 的采样 方法 有 串联取 样 电阻 法、 电流 互感器法 、霍尔传感器法 。串联取样 电阻 法通 过检测取样 电阻上 的电压值来检测通 过电 阻的电流，主要缺点是功率损耗大 ，电阻串接 在主 回路 ， 电气 隔 离 困难， 需要外 加光 隔 离 器 或 磁 隔 离 器 。 电流 传 感 器 具 有 精 度 高 、线 性 好、 频带 宽、 响应 快、过 载 能力 强和 测量 电路 无损耗 等优 点。本 文选用 ＬＥＭ 公司生产 的 ＬＡ１００Ｐ型 电流传 感器 ，根 据 ＬＡＩＯＯＰ的数 据手册 ，电路将交流额定 电流衰减 １００倍后 ， 变 为 幅 值 在 ．１．５ｖ￣＋１．５Ｖ范 围 内变 化 的 交流 信 号，再经 过 由 ＡＤ７１２构成 的加 法 电路 提升 １．５Ｖ，最终 调理为 ０～３Ｖ 的电压信号送入 ＤＳＰ 进 行 采 样 。
三 相 １１ ５ｖ／４ＯＯＨｚ； 电 源 参 数 指 标
符 合 ＯｌＢＩ８１Ａ； 并对 三 相 逆 变 器进 行 了仿 真 和 实验 验 证 。
图 １：单相电压 出现过 、欠压或过流时的波形
开 关 管 的 通 断 。
图 １即为在 模拟 任意 一种 情况 如输 入输
【关键词 】航 空静止 变流器 三相逆变器 三次 谐 波 注 入 保 护 电路 控 制 电路
２．２ 电压采样调理 电路
出过、欠压或输入输 出过流后逆变器单相 电压 的输 出波 形，在波 形中可 以看 出在 １０ｍｓ时逻 辑输 出为低 电平再通过与 门控制逆变器六个开 关管关断，所 以逆变器任意一相输 出电压立刻 变 为 零 。
４ 结语
研 究 了三 次谐 波注入 逆 变器 工作 原理 ， 并且对逆变器的控制保护部分进行 了详细设计 并提出了控制保护 电路功能及方案此外 ，研究 了几种常用 电压 电流的采样方法 ，用到 了霍尔 传 感 器 中 的 ＬＡ一 ５５Ｐ和 ＬＶ一 ２８Ｐ， 并 介 绍 了 一 些常用电路例如精密整流电路 ，峰值保持 电 路，双 Ｔ滤波 电路 。并详细的介绍 了这些 电路 的原 理 及 计 算 方 法 。 在 合 理 利 用 了上 述 这 些 电 路 的基础上 实现了输入输 出的过、欠电压的检 测 以及输入输 出的过流检测 。并通过逻辑电路， 来控制逆变器六个开 关管 的通断，实现了基于 三次谐波注入法逆变器保护 的功 能。并且通过