一种三相逆变器及其控制方法技术

本申请公开了一种三相逆变器，包括四个桥臂，各个桥臂的开关器件和续流二极管以及各个桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。本申请为高频开关谐波电流形成了新的滤波回路，无论桥臂下方的功率管是关断还是开通，高频开关谐波电流均可通过该滤波回路完全从滤波电容流回输入直流母线，从而输出无高频开关谐波电流污染的电网电流，即使在输出低功率时，也可以输出高质量的电网电流。本申请还提供了一种三相逆变器的控制方法，控制该拓扑结构的三相逆变器在断续模式下工作，无需大的输出电感和电容，可以保证多机并联工作的系统的稳定性。

A three-phase inverter and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种三相逆变器及其控制方法
本申请涉及电子
，特别是涉及一种三相逆变器及其控制方法。
技术介绍
逆变器是将直流电转变成交流电的一种设备，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，例如常见的用于光伏发电的并网逆变器。图1和图2为目前最为常见的三相四桥臂的逆变器的拓扑结构，这种拓扑结构的逆变器在进行输出滤波时，只有当对应的桥臂下方的功率管导通时，才能形成滤波回路，进而滤除高频开关谐波电流，而桥臂下方的功率管关断时，高频开关谐波电流就会与电网电流一起输出，滤波电路就不能很好地滤除高频开关谐波电流，当输出低功率时，高频开关谐波电流在总电流的占比就会很大，导致输出的电网电流波形质量低。此外，该拓扑结构的逆变器只能工作在连续模式下，在起步功率较大时，这种拓扑结构的逆变器对输出电感、滤波电容以及开关器件的要求很高，实现起来困难，因此，常见的这类逆变器都是工作在连续模式下的逆变器。因此，如何提供一种能解决上述技术问题的方案，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种三相逆变器，能够输出无高频开关谐波电流污染的电网电流，即使在输出低功率时，也能够输出高质量的电网电流。本申请的另一目的是提供一种三相逆变器的控制方法，控制该三相逆变器在断续模式下工作，无需大的输出电感和电容，保证了多机并联工作的系统的稳定性。为解决上述技术问题，本申请提供了一种三相逆变器，包括：四个桥臂，各个所述桥臂的开关器件和续流二极管以及各个所述桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，所述滤波电容的第一端与该桥臂的所述输出电感连接，所述滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。优选地，所述三相逆变器的工作模式为断续模式。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种如上任一项所述的三相逆变器的控制方法，包括：在依次产生三相并网电流的其中一相并网电流时，控制与当前相并网电流对应的桥臂的所述开关器件导通，在当前相并网电流对应的桥臂的所述输出电感的电流达到给定电流值时，控制所述桥臂的所述开关器件关断；通过与当前相并网电流对应的所述续流二极管进行续流，在所述输出电感的电流减小为0时，经过预设时间，按照上述过程产生下一相并网电流；所述三相并网电流依次循环产生。本申请提供了一种三相逆变器，包括四个桥臂，各个桥臂的开关器件和续流二极管以及各个桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。本申请将滤波电容的第二端直接接到输入直流母线的负极，为高频开关谐波电流形成了新的滤波回路，无论桥臂下方的功率管是关断还是开通，高频开关谐波电流均可通过该滤波回路完全从滤波电容流回输入直流母线，也就是说，该滤波回路能够很好地滤除高频开关谐波电流，从而输出无高频开关谐波电流污染的电网电流，即使在输出低功率时，也可以输出高质量的电网电流。本申请还提供了一种三相逆变器的控制方法，控制该拓扑结构的三相逆变器在断续模式下工作，无需大的输出电感和电容，可以保证多机并联工作的系统的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种三相逆变器的结构示意图；图2为现有技术中的另一种三相逆变器的结构示意图；图3为本申请所提供的一种三相逆变器的结构示意图；图4为本申请所提供的一种三相逆变器的控制方法的流程示意图；图5为本申请所提供的一种三相逆变器的6个工作模态的示意图；图6为本申请所提供的一种三相逆变器的第一至第三工作模态的示意图；图7a～f为本申请所提供的一种三相逆变器的各个工作状态的示意图；图8为本申请所提供的一种三相逆变器的各桥臂的驱动波形的示意图。具体实施方式本申请的核心是提供一种三相逆变器，能够输出无高频开关谐波电流污染的电网电流，即使在输出低功率时，也能够输出高质量的电网电流。本申请的另一核心是提供一种三相逆变器的控制方法，控制该三相逆变器在断续模式下工作，无需大的输出电感和电容，保证了多机并联工作的系统的稳定性。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参考图3，图3为本申请所提供的一种三相逆变器的结构示意图，包括：四个桥臂，各个桥臂的开关器件和续流二极管以及各个桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。具体地，现有技术中各个桥臂的输出端的滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，第二端通过一个电感与公共桥臂的中点和n线连接，如图1所示；第二端也可以直接与公共桥臂的中点和n线连接，如图2所示。这两种拓扑均存在
技术介绍
中提到的问题，当输出低功率时，由于三相逆变器的母线电压和输出电网电压是固定的，当电感值确定后，无论输出的功率是多少，电感上的高频开关谐波电流就固定了。随着输出功率的增加，高频开关谐波电流占总电流的比例逐渐减小，可以理解的是，当输出低功率时，高频开关谐波电流占比就会很大，这个时候要保证并网电流的THD(TotalHarmonicDistortion，总谐波失真)满足国家标准要求，必然需要增大电感，以减小高频开关谐波电流，但是，增大电感又会带来新的问题，例如多机并联系统容易发生谐振。本申请中将各个桥臂的滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，第二端直接与输入直流母线的负极连接，可以看出，本申请改变了三相逆变器的输出滤波方式，提供了合适的滤波器以及滤波回路，本申请可以认为输出滤波器主要为滤波电容C，传统三相逆变器的输出滤波器为输出电感L和滤波电容C，相对于传统三相逆变器，本申请就不在受限于输出电感L，无需增大电感。此外，现有技术中的三相逆变器由于受拓扑结构的限制，传统三相逆变器开关频率一般在20kHz以下，本申请的拓扑结构的开关频率可以达到200kHz以上，由于本申请工作的开关频率高，滤波方式好，所以，高频开关谐波电流可以完全从滤波电容C流回母线，这样就可以保证电网电流波形质量高。本申请提供了一种三相逆变器，包括四个桥臂，各个桥臂的开关器件和续流二极管以及各个桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，滤波电容的第一端与该桥臂的输出电感连接，滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。本申请将滤波电容的第二端直接接到输入直流母线的负极，为高频开关谐波电流形成了新的滤波回路，无论桥臂下方的功率管是关断还是开通，高频开关谐波电流均可通过该滤波回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相逆变器，其特征在于，包括：/n四个桥臂，各个所述桥臂的开关器件和续流二极管以及各个所述桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，所述滤波电容的第一端与该桥臂的所述输出电感连接，所述滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相逆变器，其特征在于，包括：
四个桥臂，各个所述桥臂的开关器件和续流二极管以及各个所述桥臂的输出端的滤波电容和输出电感，所述滤波电容的第一端与该桥臂的所述输出电感连接，所述滤波电容的第二端与输入直流母线的负极连接。


2.根据权利要求1所述的三相逆变器，其特征在于，所述三相逆变器的工作模式为断续模式。


3.一种如权利要求1-2任一项所述的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁飚杰，杨永春，罗宇浩，
申请(专利权)人：浙江昱能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33