[发明专利]一种混合PWM调制切换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器及其调制技术，尤其涉及一种混合PWM调制切换装置及方法。

背景技术

PWM调制方式是逆变器的关键技术之一。目前广泛应用的调制方式主要包括正弦波PWM调制法（SPWM）、空间矢量PWM调制法（SVPWM）和特定谐波消除法（SHEPWM）。SVPWM调制法具有直流电压利用率高、转矩脉动小等优点，而相比SPWM和SVPWM调制法，SHEPWM调制法在相同的输出电能质量下具有更低的等效开关频率。

目前，SHEPWM调制法由于具有更低的等效开关频率，在电机驱动领域得到了很好的应用。更低的等效开关频率意味着更低的开关损耗，从而能够提高逆变器的效率，故可以将SHEPWM应用于并网逆变器，以获得更好的稳态性能。

然而，SHEPWM调制法通常基于查表法实现，其动态性能较差，无法适用于出现电网故障的场合。特别的，当SHEPWM调制法应用于光伏并网逆变器时，相关的光伏并网标准提出了低电压穿越的要求，这对逆变器的动态特性提出了较高的要求。可见，采用单一的特定谐波消除法无法满足并网逆变器的低电压穿越的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有应用于并网逆变器的调制技术的不足，提出一种适用于并网逆变器的混合PWM调制切换装置及方法。

本发明的技术方案如下：

混合PWM调制切换装置，其针对于三电平并网逆变器，包括：采样控制电路和调制方式切换电路；采样控制电路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包括并网电流采样调理电路、电网电压采样调理电路、dq坐标变换模块、电流调节器模块和PLL锁相模块；并网电流采样调理电路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的输出端连接dq坐标变换模块的输入端，dq坐标变换模块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坐标变换模块的两个输出端分别连接电流调节器的两个输入端，电流调节器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的输入端连接电网侧，电网电压采样调理电路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的输出端连接PLL锁相模块的输入端，PLL锁相模块的输出是电网电压锁相角度θ_g；