一種三相電壓直流分量控制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及控制技術領域，尤其涉及一種三相電壓直流分量控制方法及系統。
【背景技術】
[0002] 三相三線制逆變器輸出電壓中，由于功率器件上下管的導通壓降不一致和占空比 損失不一致等原因，難免會出現相對于母線中點的電壓直流分量。當逆變器的三相輸出電 壓直流分量不一致且負載是變壓器、電感、電機等感性負載時，會在負載上出現磁積累（偏 磁)現象，導致負載正負半周電流不對稱，甚至在負載磁飽和后出現逆變器過流保護或者燒 毀負載的嚴重后果。
[0003] 為解決上述問題，需要對三相三線制逆變器輸出電壓直流分量進行控制，現有通 常采用檢測三相輸出線電壓直流分量及檢測三相輸出電流直流分量來間接控制三相輸出 相電壓等兩種方法。
[0004] 其中，通過檢測三相輸出線電壓直流分量來間接控制三相輸出相電壓直流分量， 如圖la所示。
[0005] 三相輸出線電壓直流分量與三相輸出相電壓直流分量的關系如下： K-irb
[0006] \ubc^u\-u\ u ^U* -U* ca c a
[0007] 由于上面方程組對應的關系矩陣不可逆，無法得出根據三相輸出線電壓直流分量 對三相輸出相電壓直流分量進行調整的明確數學關系，只能根據該方程組粗略得出反饋電 壓量，其大致數學關系如下： 'ua:uab-uca
[0008] ' U：b =Ubc -Uab p, = uca -Ubc
[0009 ] Ua+Ub+Uc= (Uab_Uca) + (Ubc_Uab) + (Uca_Ubc) =〇
[0010]然而，采用該方案的缺點是:檢測電路需要從幾百伏特的交流電壓中分離出不到1 伏特的直流電壓信號來，低通濾波器的設計難度很大，時間常數也很大，動態響應能力很 差;此外，通過上述方程組只能得出三相輸出線電壓與三相輸出相電壓之間的粗略數學關 系，閉環補償后會出現三相電壓直流分量間相互干擾，最終導致某一相的控制器趨于飽和 的現象。
[0011]此外，通過檢測三相輸出電流直流分量來間接控制三相輸出相電壓直流分量，如 圖lb所示。
[0012]三相輸出電流直流分量與三相輸出相電壓直流分量的數學關系的方法為：
[0014] 由于上面方程組對應的關系矩陣不可逆，無法得出根據三相輸出電流直流分量對 三相輸出相電壓直流分量進行調整的明確數學關系，只能根據該方程組粗略得出反饋電壓 量，其大致數學關系如下： =2/a - Ib - Ic
[0015] \ub =2/, -la -lc Uc - 21, - Ib - Ia
[0016] 由于通過上述方程組只能得出三相輸出電流與三相輸出相電壓之間的粗略數學 關系，因此閉環補償后會出現三相電壓直流分量間相互干擾，最終導致某一相的控制器趨 于飽和的現象。
[0017] 由此可知，現有的采用檢測三相輸出線電壓直流分量及檢測三相輸出電流直流分 量來間接控制三相輸出相電壓等兩種方法都無法確定檢測量與反饋量的準確數學關系，因 此閉環補償后出現三相電壓直流分量間相互干擾，并最終導致某一相的控制器趨于飽和的 現象，甚至出現逆變器過流保護或者燒毀負載的嚴重后果。
【發明內容】
[0018] 有鑒于此，本發明實施例提供的一種三相電壓直流分量控制方法及系統，以解決 電路閉環補償后出現三相電壓直流分量間不相等帶來的相互干擾，最終導致三相電路不安 全的問題。
[0019 ]第一方面，本發明實施例提供了一種三相電壓直流分量控制方法，該方法包括：
[0020] 檢測三相三線制逆變器的三相輸出線電壓直流分量1^、沉。及1^或者三相輸出電 流直流分量I a、Ib及Ic;
[0021] 計算三相輸出線電壓直流分量1^、他。及uca與三相輸出相電壓直流分量u\、u*b及 U*c的關系或者三相輸出電流直流分量I a、Ib及I。與三相輸出相電壓直流分量U\、U*b及U*c的 關系；
[0022] 以一相輸出相電壓直流分量1]\作為基準，計算三相輸出相電壓直流分量U*a、U\及 U'間的誤差U a、Ub及U。，其中Ua = 0;
[0023] 計算三相輸出相電壓直流分量間誤差Ua、Ub及Uc與三相輸出線電壓直流分量U ab、 Ubc及1^的關系或者三相輸出相電壓直流分量間誤差Ua、Ub及Uc與三相輸出電流直流分量I a、 Ib及I。的關系;及
[0024] 當電路閉環時，將輸出相電壓直流分量間的誤差Ub及Uc作為反饋電壓對輸出相電 壓直流分量U'及ui進行閉環補償，使得uvsui相對于u\的誤差為零，從而實現對三相電 壓直流分量的控制。
[0025]第二方面，本發明實施例提供了一種三相電壓直流分量控制系統，包括：
[0026]檢測模塊，用于檢測三相三線制逆變器的三相輸出線電壓直流分量Uab,bc, ca或者三 相輸出電流直流分量Ia,b,。；
[0027] 檢測模塊，用于檢測三相三線制逆變器的三相輸出線電壓直流分量Uab、U bc及1^或 者三相輸出電流直流分量Ia、lb及I。；
[0028]計算模塊，用于計算三相輸出線電壓直流分量Uab、Ubc及1^與三相輸出相電壓直流 分量U\、U*b及U*c的關系或者三相輸出電流直流分量Ia、Ib及I。與三相輸出相電壓直流分量 U\、U\及If。的關系；
[0029] 以一相輸出相電壓直流分量1]\作為基準，計算三相輸出相電壓直流分量U*a、U\及 U'間的誤差U a、Ub及U。，其中Ua = 0;
[0030] 計算三相輸出相電壓直流分量間誤差Ua、Ub及Uc與三相輸出線電壓直流分量U ab、 Ubc及1^的關系或者三相輸出相電壓直流分量間誤差Ua、Ub及Uc與三相輸出電流直流分量I a、 lb及I。的關系;及
[0031] 補償模塊，用于當電路閉環時，將輸出相電壓直流分量間的誤差Ub及Uc作為反饋電 壓對輸出相電壓直流分量U'及If。進行閉環補償，使得U'及If。相對于u\的誤差為零，從而 實現對三相電壓直流分量的控制。
[0032] 綜上所述，本發明技術方案可實現對三相電壓直流分量的控制，使得三相間的電 壓直流分量為零，三相電壓直流分量間不會相互干擾，也不會出現負載的直流磁積累現象， 因此提高了三相電路的安全性。
【附圖說明】
[0033] 圖la是現有技術的通過檢測三相輸出線電壓直流分量來間接控制三相輸出相電 壓直流分量的原理框圖。
[0034]圖lb是現有技術的通過檢測三相輸出電流直流分量來間接控制三相輸出相電壓 直流分量原理框圖。
[0035]圖2a是本發明實施例一提供的一種三相電壓直流分量控制方法的流程圖。
[0036]圖2b是本發明實施例一提供的一種三相電壓直流分量控制方法的原理框圖。
[0037]圖3a是本發明實施例二提供的一種三相電壓直流分量控制方法的流程圖。
[0038]圖3b是本發明實施例二提供的一種三相電壓直流分量控制方法的原理框圖。
[0039]圖4是本發明實施例三提供的一種三相電壓直流分量控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖，對本發明具體實施例作詳細的描述。可以理解的是，此處所描述的 具體實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外，為了便于描述，附圖中僅示出 了與本發明相關的部分而非全部內容。
[0041 ] 實施例一
[0042]如圖2a所不，本發明實施例一提供的一種三相電壓直流分量控制方法，該方法可 根據圖2b所示的原理框圖實現，該方法具體可包括以下步驟：
[0043] S210、檢測三相三線制逆變器20的三相輸出線電壓直流分量Uab、Ubc及Uca。
[0044]具體的，通過電壓檢測模塊22檢測三相三線制逆變器20的三相輸出線電壓直流分 S Uah 7 Ubc,S.Uca 〇
[0045] S220、計算三相輸出線電壓直流分量Uab、Ubc及Uca與三相輸出相電壓直流分量U\、 U\及If。的關系。
[0046] 依據圖2b的原理圖可確定并計算，其關系如下： Uah = lI*a -U*b
[0047] <Ubc=U\ - U%.公式（la)。 uca =u\ -u\
[0048] S230、以一相輸出相電壓直流分量1]\作為基準，計算三相輸出相電壓直流分量U \、U\及間的誤差ua、Ub及Uc，其中Ua = 0。
[0049] 具體的，在本實施例中，以三相輸出相電壓直流分量U\、U*b及U*沖的任意一相輸 出相電壓直流分量作為三相輸出相電壓直流分量的基準，為了方便說明，現以1]\作為三相 輸出相電壓直流分量的基準進行說明，計算三相輸出相電壓直流分量u\、u\及Ui相對于相 電壓直流分量ui的誤差。
[0050] 其中，所述三相輸出相電壓直流分量間的誤差分別為Ua，Ub及U。。
[0051 ]其計算公式如下： \u _[/* a a a: