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减少干扰和功耗的任意电平输出变频器的控制方法 

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摘要:本发明一种减少干扰和功耗的任意电平输出变频器的控制方法,属于变频器控制领域,通过软件的方式提供6种母线电压的控制模式供选择,不仅可以实现同等电网电压输入同等电压输出的传统模式;还可以实现低电网电压输入高额定电压输出,比如220V电网输入,380V~1140V的电压输出;以及可以实现高电网电压输入低额定电压输出,比如480V电网输入,110~460V的电压输出,既可以用传统的无母线电压跟随的方式输出,也可以用母线电压跟随的方式输出。

主权项:1.一种减少干扰和功耗的任意电平输出变频器的控制方法,所述的任意电平输出变频器,包括整流单元、充电缓冲单元、第一母线电压调节单元、第二母线电压调节单元、三相逆变单元、SK1门极驱动电路、SK2门极驱动电路和控制电路,整流单元依次电连接充电缓冲单元、第一母线电压调节单元、第二母线电压调节单元和三相逆变电路,SK1门极驱动电路和SK2门极驱动电路的输入端均电连接控制电路的输出端,SK1门极驱动电路的输出端连接第一母线电压调节单元的控制端,SK2门极驱动电路的输出端连接第二母线电压调节单元的控制端;由第三电阻R3、第一电容C1和控制电路构成控制电路供电单元,整流单元的阴极输出端通过第三电阻R3分别电连接第一电容C1的正极和控制电路的输入端,整流电路的阳极输出端分别电连接第一电容C1的负极和负极N;所述整流单元用于将交流电压整流成脉动直流电压;所述充电缓冲单元包括第一电阻R1和接触器MC1,用于在控制电路正常工作后在相应工况下给第一母线电压调节单元中的第二电容C2限流缓冲充电升压,升压到需求电压后,变频器中的控制电路控制接触器MC1主触点闭合,且充电时第一IGBT模块中的单管SK1开通配合;所述SK1门极驱动电路用于驱动第一IGBT模块中的单管SK1开通或关断,决定单管SK1的PWM工作频率和开通时间;所述SK2门极驱动电路用于驱动第二IGBT模块中的单管SK2开通或关断,决定单管SK2的PWM工作频率和开通时间;所述三相逆变电路用于将第二电容C2上的任意电压逆变成三相可调任意电平交流电压;其特征在于:所述第一母线电压调节单元包括第一IGBT模块、直流电抗器L1、第一整流二极管D1和第二电容C2,第一IGBT模块的集电极电连接充电缓冲单元的输出端,此第一IGBT模块的发射极分出两条支路,一条支路与第一整流二极管D1的阴极电连接,另一支路与直流电抗器L1第一引脚连接,直流电抗器L1的第二引脚分出两条支路,一条与第二母线电压调节单元的第二整流二极管D2阳极连接,另一支路与第二母线电压调节单元的第二IGBT模块的集电极连接,第二整流二极管D2阴极和第二电容C2的正极电连接,且第一IGBT模块的栅极电连接SK1门极驱动电路的输出端,且第二电容C2的阴极和第一整流二极管D1的阳极均接负电极N;所述第二母线电压调节单元包括第二IGBT模块和第二整流二极管D2,第二整流二极管D2的阴极和第一母线电压调节单元的第二电容C2的正极电连接,且第二IGBT模块的集电极分出两条支路,一条与直流电抗器L1第二引脚连接,另一条与第二整流二极管D2阳极连接,第二IGBT模块的发射极接负电极N,第二IGBT模块的栅极电连接SK2门极驱动电路的输出端;所述的控制方法,包括如下步骤:步骤101:用户设定输出的目标交流电压均方根值Vmac,不跟随控制模式下第二母线电压调节单元母线电压Udc2的稳定目标值UdcAP及精度X2,跟随控制模式下输出电压Vmac的波形峰值系数X1、目标母线电压Udc3的精度X3和电源电压Uac,以及选择当前母线电压控制模式;步骤102:用户输入运行指令;步骤103:启动并进入当前母线电压控制模块:当选择模式0,为常规电压-母线不跟随控制模式:第一母线电压调节单元的母线电压Udc1和第二母线电压调节单元的母线电压Udc2跟随电源电压变化,母线不做任何调节,进入步骤122;当选择模式1,为常规电压-母线跟随模块模式:第一母线电压调节单元的母线电压Udc1跟随电源电压变化,第二母线电压调节单元的母线电压Udc2跟随输出电压Vmac调节,进入步骤110;当选择模式2,为低压升压-母线不跟随控制模式:实时采集第二母线电压调节单元的母线电压Udc2,计算并判断当前母线电压Udc2是否已经升压到稳定目标值UdcAP的精度X2范围内,即判断是否满足且,若升压未完成,即,则加大SK2开通占空比持续升高电压直至满足升压要求;若升压超过,即,则减少SK2开通占空比持续降低电压直至在稳定目标值UdcAP的精度X2范围内;若当前母线电压Udc2在稳定目标值UdcAP的精度X2范围内,则进入步骤122;当选择模式3,为低压升压-母线跟随控制模式:直接进入步骤110;当选择模式4,为高压降压-母线不跟随控制模式:实时采集第二母线电压调节单元的母线电压Udc2,计算并判断当前母线电压Udc2是否已经降压到稳定目标值UdcAP的精度X2范围内,即判断是否满足且,若降压未完成,即,则减少SK2开通占空比持续降低电压满足降压要求;若降压超过,即,则加大SK2开通占空比持续升高电压直至稳定目标值UdcAP的精度X2范围内;若当前母线电压Udc2在稳定目标值UdcAP的精度X2范围内时,进入步骤122;当选择模式5,为高压降压-母线跟随控制模式,直接进入步骤110;步骤110:读取预设的输出电压Vmac、跟随控制模式下输出电压Vmac的波形峰值系数X1、目标母线电压Udc3的精度X3和电源Uac值,计算目标母线电压Udc3:Udc3=Vmac*X1*1±X3;若输出电压Vmac小于等于电源电压Uac,则调节SK1开通占空比,使得实时采集的当前母线电压Udc3降压至目标母线电压Udc3的精度X3范围内,即;若输出电压Vmac大于电源电压Uac,则调节SK2开通占空比,使得当前母线电压Udc3升压至目标母线电压Udc3的精度X3范围内,即;步骤122:输出电压Vmac。

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