一種新型三相逆變器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種逆變技術，具體的說是數字化控制的新型三相逆變器。
【背景技術】
[0002]逆變器(Inverter)就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電的電子設備。所謂整流就是將交流電通過轉化變為直流電，供直流用電設備使用，與之對應的，逆變就是將直流電轉化為交流電，供交流用電設備使用。通常將具有整流功能的設備叫做整流設備或者整流器，而將具有逆變功能的設備稱為逆變設備或者逆變器。
[0003]逆變技術是建立在電子技術、現代控制技術、半導體器件技術、現代電力電子技術和脈寬調制(PWM)技術等學科基礎上的一門綜合性實用技術。逆變理論的研究和應用是逆變技術發展的根本原因。逆變器的產生，使得直流電向交流電轉換成為了可能。在現有的電源形式中，干電池、蓄電池和太陽能電池等各種形式的直流電源，當這些電源向交流負載提供電能時，就需要逆變器。在交流電動機的調速器、不間斷的供電電源、通過感應加熱的電源等電力電子裝置中，其核心都是逆變電路。此外，隨著小型逆變器的產生，使得各種小型的用電設備，如筆記本電腦、數碼相機、手機等電器的交流用電得到可靠的保障。在新型能源的開發和應用行業，逆變器更是必不可少。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種數字化控制的新型三相逆變器。本發明的目的還在于提供一種新型逆變器的控制方法。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:
[0006]一種新型三相逆變器，其組成包括:硬件結構，電壓和電流采樣模塊，信號轉化模塊，調理電路，A/D轉換模塊，保護電路。其中保護電路保證過壓、過流、欠壓情況，能有效保護電路和負載。
[0007]所述的一種三相逆變器，其特征在于軟件部分主要包括系統初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產生程序和PI控制參數設計算法程序，系統初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調節，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發生，對于檢測不合格的采樣信號，系統不進行PI調節和PWM的發生，而進行故障處理。
[0008]三相逆變器的硬件結構框圖如附圖1所示，輸出的電壓和電容電流經過采樣，轉化為電壓信號，經過調理電路轉換為TMS320F2812可接受的電平，送到TMS320F2812的A/D轉換模塊。設定需要輸出的電壓值，由SCI模塊與DSP實現通訊。基準電壓與采樣所得的輸出電壓進行比較后經過PI控制調節，作為電流環的基準，電流環基準與電流采樣的電容電流進行比較后經過P調節控制，作為正弦調制波送入到全比較器，與高頻三角載波進行比較，產生的PWM信號由PWM出口送至驅動電路，驅動三相逆變器的IGBT通斷。保護電路為了保證過壓、過流、欠壓情況下有效保護電路和負載。
[0009]本發明的控制方法主要包括:系統初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產生程序和PI控制參數設計算法程序等，軟件總體設計流程如圖2所示。由流程圖可以清晰的得出，系統初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調節，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發生；對于檢測不合格的采樣信號，系統不進行PI調節和PWM的發生，而進行故障處理。對于PI參數設計，采用的是增量式的PI控制參數設計算法，這種控制算法是根據采樣時刻的偏差值來進行控制量的計算，電壓和電流采樣電路采集的信號經過信號調理電路的濾波和調理之后送到DSP，數據經過與輸入值的對比后進行數字PI的運算，從而實現對輸出電壓的控制和調節，增量式的PI控制算法的流程圖如圖3所示。
[0010]由流程圖得系統的控制參數q0，ql，設初始值en=0，讀入采樣的數值Cn，然后計算偏差值en=Rn-Cn，并且計算控制量，下一時刻的偏差值為上一時刻的偏差值的初值。
[0011 ] 本發明的優點和效果:
[0012]1.采用SPWM控制方式來產生控制IGBT功率開關狀態的脈沖，SPWM控制技術具有動態性能好，效率高，諧波少等特點，能夠顯著改善三相逆變器輸出波形。
[0013]2.采用電容電流內環、電壓外環的雙閉環控制，能夠改善三相逆變器的負載性能，電壓跟隨性能變好，當負載特性改變時，不會引起大的電壓變化。
[0014]3.采用基于連續域的控制參數的設計，對電容電流內環和電壓外環進行等效簡化，便于計算。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的硬件結構框圖；
[0016]圖2為本發明的軟件總體設計流程；
[0017]圖3為本發明的增量式的PI控制算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明的【具體實施方式】是這樣的:
[0019]一種新型三相逆變器，其組成包括:硬件結構，電壓和電流采樣模塊，信號轉化模塊，調理電路，A/D轉換模塊，保護電路。其中保護電路保證過壓、過流、欠壓情況，能有效保護電路和負載。
[0020]其特征在于軟件部分主要包括系統初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產生程序和PI控制參數設計算法程序，系統初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調節，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發生，對于檢測不合格的采樣信號，系統不進行PI調節和PWM的發生，而進行故障處理。
[0021]如附圖1所示為三相逆變器的硬件結構框圖，從圖中可以知道，逆變器輸出的電壓和電容電流經過采樣，轉化為電壓信號，經過調理電路轉換為TMS320F2812可接受的電平，送到TMS320F2812的A/D轉換模塊。設定需要輸出的電壓值，由SCI模塊與DSP實現通訊。基準電壓與采樣所得的輸出電壓進行比較后經過PI控制調節，作為電流環的基準，電流環基準與電流采樣的電容電流進行比較后經過P調節控制，作為正弦調制波送入到全比較器，與高頻三角載波進行比較，產生的PWM信號由PWM出口送至驅動電路，驅動三相逆變器的IGBT通斷。保護電路為了保證過壓、過流、欠壓情況下有效保護電路和負載。
[0022]在系統控制方法上如圖2所示為軟件總體設計流程。由流程圖可以清晰的得出，系統初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調節，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發生；對于檢測不合格的采樣信號，系統不進行PI調節和PWM的發生，而進行故障處理。對于PI參數設計，采用的是增量式的PI控制參數設計算法，這種控制算法是根據采樣時刻的偏差值來進行控制量的計算，電壓和電流采樣電路采集的信號經過信號調理電路的濾波和調理之后送到DSP，數據經過與輸入值的對比后進行數字PI的運算，從而實現對輸出電壓的控制和調節，如圖3所示為增量式的PI控制算法的流程圖，
[0023]由流程圖得系統的控制參數q0，ql，設初始值en=0，讀入采樣的數值Cn，然后計算偏差值en=Rn-Cn，并且計算控制量，下一時刻的偏差值為上一時刻的偏差值的初值。
【主權項】
1.一種新型三相逆變器，其組成包括:硬件結構，電壓和電流采樣模塊，信號轉化模塊，調理電路，A/D轉換模塊，保護電路。其中保護電路保證過壓、過流、欠壓情況，能有效保護電路和負載。
2.根據權利要求1所述的一種三相逆變器，其特征在于軟件部分主要包括系統初始化程序、AD采樣程序、PWM脈沖產生程序和PI控制參數設計算法程序，系統初始化后首先進行定時器的中斷程序，然后進入到A/D采樣中斷，對A/D采樣進行檢測分析，確保所采的信號符合要求后進行PI的調節，然后送到全比較器進行PWM的脈沖波形的發生，對于檢測不合格的采樣信號，系統不進行PI調節和PWM的發生，而進行故障處理。
【專利摘要】一種新型三相逆變器，其組成包括：硬件結構，電壓和電流采樣模塊，信號轉化模塊，調理電路，A/D轉換模塊，保護電路。其中保護電路保證過壓、過流、欠壓情況，能有效保護電路和負載。提出以DSP芯片TMS320F2812作為控制器的三相逆變器結構方案，其中包括三相逆變器的主電路、控制電路和控制規律的設計。采用數字化控制的方法，減小了三相逆變器的控制電路的復雜性，提高電路設計的靈活性。對比不同的控制方案，采用了雙極性的SPWM算法來產生控制IGBT通斷的脈沖，采用輸出電壓和濾波電容電流的雙閉環控制作為PI的調節。在閉環控制方面，采用電壓電流雙閉環控制，使得逆變器具有控制靈活、抗干擾能力強、穩定性好等諸多優點。
【IPC分類】H02M7-5387, H02H7-122
【公開號】CN104682759
【申請號】CN201310626230
【發明人】費浚純
【申請人】哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月28日