[发明专利]一种混合PWM调制切换装置及方法

权利要求书

1.一种混合PWM调制切换装置，其针对于三电平并网逆变器，包括：采样控制电路（1）和调制方式切换电路（2）；采样控制电路（1）用于并网电流的采样调理、电网电压的采样调理、dq坐标变换、并网电流环路的调节和PLL锁相模块；调制方式切换电路（2）用于特定谐波消除PWM调制法驱动信号的产生、空间矢量PWM调制法驱动信号的产生、电网电压低电压故障检测和根据当前电网电压状态选择不同PWM调制方法驱动信号作为逆变器开关管的驱动信号；

所述的采样控制电路（1）包括并网电流采样调理电路（101）、电网电压采样调理电路（102）、dq坐标变换模块（103）、电流调节器模块（104）和PLL锁相模块（105）；并网电流采样调理电路（101）的输入端连接并网侧的霍尔电流传感器，并网电流采样调理电路（101）的输出信号为采样调理后的A相并网电流i_a、B相并网电流i_b和C相并网电流i_c，并网电流采样调理电路（101）的输出端连接dq坐标变换模块（103）的输入端，dq坐标变换模块（103）的输出信号为坐标变换后的d轴并网电流i_d和q轴并网电流i_q，dq坐标变换模块（103）的两个输出端分别连接电流调节器（104）的两个输入端，电流调节器（104）的另外两个输入端分别输入电流环的d轴参考并网电流i_d^*和q轴参考并网电流i_q^*，电流调节器（103）的输出是d轴参考调制信号u_d^*和q轴参考调制信号u_q^*；电网电压采样调理电路（102）的输入端连接电网侧，电网电压采样调理电路（102）的输出信号为采样调理后的A相电网电压u_ga、B相电网电压u_gb和C相电网电压u_gc，电网电压采样调理电路（102）的输出端连接PLL锁相模块（105）的输入端，PLL锁相模块（105）的输出是电网电压锁相角度θ_g；

所述的调制方式切换电路（2）包括特定谐波消除PWM驱动信号发生器（201）、空间矢量PWM驱动信号发生器（202）、低电压故障检测器（203）和选择器（204），其特征在于：特定谐波消除PWM驱动信号发生器（201）的两个输入端分别连接电流调节器（104）的输出端，特定谐波消除PWM驱动信号发生器（201）的输入信号为d轴参考调制信号u_d^*和q轴参考调制信号u_q^*，特定谐波消除PWM驱动信号发生器（201）的输出端连接选择器（204）的0脚输入端，特定谐波消除PWM驱动信号发生器（201）的输出信号为特定谐波消除PWM调制法的驱动信号；空间矢量PWM驱动信号发生器（202）的两个输入端分别连接电流调节器（104）的输出端，空间矢量PWM驱动信号发生器（202）的输入信号分别为d轴参考调制信号u_d^*和q轴参考调制信号u_q^*，空间矢量PWM驱动信号发生器（202）的输出端连接选择器（204）的1脚输入端，空间矢量PWM驱动信号发生器（202）的输出信号为空间矢量PWM调制法的驱动信号；低电压故障检测器（203）的三个输入端分别连接电网电压采样调理电路（102）的输出端，低电压故障检测器（203）的输入信号分别为采样调理后的A相电网电压u_ga、B相电网电压u_gb和C相电网电压u_gc，低电压故障检测器（203）的输出端连接选择器（204）的sel选择输入端，低电压故障检测器（203）的输出信号为电网低电压故障信号；选择器（204）的输出端信号为混合PWM调制方法的开关管驱动信号，用于驱动主电路的开关管。

2.一种使用如权利要求1所述装置的混合PWM调制切换方法，其特征在于：

根据当前电网电压状态来选择不同PWM调制方式。在初始稳态时电网电压正常，低电压故障检测器（203）输出的低电压故障信号为低电平，控制选择器（204）选择0脚输入端的信号作为输出信号，即选择特定谐波消除PWM的驱动信号作为开关管的驱动信号，以获得更好的稳态性能；当电网出现低电压故障时，低电压故障检测器（203）输出的低电压故障信号由低电平切换为高电平，控制选择器（204）选择1脚输入端的信号作为输出信号，即选择空间矢量PWM的驱动信号作为开关管的驱动信号，从而快速的完成由特定谐波消除法（SHEPWM）到空间矢量调制法（SVPWM）的切换，以满足系统对低电压穿越的动态要求；当电网低电压故障消失时，低电压故障检测器（203）输出的低电压故障信号由高电平切换为低电平，控制选择器（204）选择0脚输入端的信号作为输出信号，即选择特定谐波消除PWM的驱动信号作为开关管的驱动信号，从而快速的完成由空间矢量调制法（SVPWM）到特定谐波消除法（SHEPWM）的切换，以获得更好的稳态性能，从而实现混合PWM调制切换。