[发明专利]一种三相全桥逆变器的离散控制方法及装置

权利要求书

1.一种三相全桥逆变器的离散控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设定第k个开关周期三相负载电压的设定值分别为u_Ar^*(k)、u_Br^*(k)、u_Cr^*(k)；

S2、在第k个开关周期的起始时刻t，通过采样获得三相全桥逆变器的输入母线电容电压u_dc(t)、三相负载电压u_Ar(t)、u_Br(t)、u_Cr(t)及三相负载电流i_Ar(t)、i_Br(t)、i_Cr(t)信号，并将上述信号经A/D转换模块获得对应的数字信号u_dc(k)、u_Ar(k)、u_Br(k)、u_Cr(k)、i_Ar(k)、i_Br(k)、i_Cr(k)；

S3、根据步骤S1和S2的数据，计算下一个开关周期的三相P_H占空比D_AH(k+1)、D_BH(k+1)、D_CH(k+1)及三相P_L占空比D_AL(k+1)、D_BL(k+1)、D_CL(k+1)，具体为：

其中

ω为系统三相基波角频率，L和C为三相全桥逆变器的LC滤波参数，负载电流i_αr(k)和i_βr(k)由三相负载电流i_Ar(k)、i_Br(k)、i_Cr(k)经过3s-2s坐标变换获得：

S4、将u_Ar(k)、u_Br(k)、u_Cr(k)与u_Ar^*(k)、u_Br^*(k)、u_Cr^*(k)进行比较，根据控制规则，在步骤S3中产生的三相P_H、三相P_L占空比中选择并产生下一个开关周期的三相占空比D_A(k+1)、D_B(k+1)、D_C(k+1)；所述控制规则为：当A相负载电压反馈值u_Ar(k)小于A相负载电压设定值u_Ar^*(k)时，下一个开关周期的A相占空比为D_A(k+1)＝D_AH(k+1)；当A相负载电压反馈值u_Ar(k)大于A相负载电压设定值u_Ar^*(k)时，下一个开关周期的A相占空比为D_A(k+1)＝D_AL(k+1)，B和C相静止坐标系中的最终占空比D_B(k+1)和D_C(k+1)产生规则与A相静止坐标系同理；

S5、根据得到的三相占空比D_A(k+1)、D_B(k+1)、D_C(k+1)生成对应的三相控制信号S_A(k+1)、S_B(k+1)、S_C(k+1)，通过对三相全桥逆变器功率器件的控制，实现对三相负载电压的控制。

2.一种三相全桥逆变器的离散控制装置，包括三相全桥逆变器，其特征在于，还包括离散控制器，所述离散控制器包括电压电流采样及A/D转换模块、占空比计算模块、占空比选择模块、DPWM及驱动模块；

所述电压电流采样及A/D转换模块用于在第k个开关周期的起始时刻，采样三相全桥逆变器的输入母线电容电压u_dc(t)，三相负载电压u_Ar(t)、u_Br(t)、u_Cr(t)，三相负载电流i_Ar(t)、i_Br(t)、i_Cr(t)信号，并将上述信号经A/D转换模块获得对应的数字信号u_dc(k)、u_Ar(k)、u_Br(k)、u_Cr(k)、i_Ar(k)、i_Br(k)、i_Cr(k)，将得到的数字信号输出到占空比计算模块；

所述占空比计算模块用于根据收到的数据计算下一个开关周期的三相P_H占空比D_AH(k+1)、D_BH(k+1)、D_CH(k+1)及三相P_L占空比D_AL(k+1)、D_BL(k+1)、D_CL(k+1)，具体为：

其中

u_Ar^*(k)、u_Br^*(k)、u_Cr^*(k)为第k个开关周期三相负载电压的设定值，第ω为系统三相基波角频率，L和C为三相全桥逆变器的LC滤波参数，负载电流i_αr(k)和i_βr(k)由三相负载电流i_Ar(k)、i_Br(k)、i_Cr(k)经过3s-2s坐标变换获得：

占空比计算模块将得到的三相P_H占空比D_AH(k+1)、D_BH(k+1)、D_CH(k+1)及三相P_L占空比D_AL(k+1)、D_BL(k+1)、D_CL(k+1)输出到占空比选择模块；

所述占空比选择模块根据设定值u_Ar^*(k)、u_Br^*(k)、u_Cr^*(k)与反馈值u_Ar(k)、u_Br(k)、u_Cr(k)之间的关系，在三相P_H占空比及三相P_L占空比中，选择下一个开关周期的三相占空比D_A(k+1)、D_B(k+1)、D_C(k+1)，具体为：当A相负载电压反馈值u_Ar(k)小于A相负载电压设定值u_Ar^*(k)时，下一个开关周期的A相占空比为D_A(k+1)＝D_AH(k+1)；当A相负载电压反馈值u_Ar(k)大于A相负载电压设定值u_Ar^*(k)时，下一个开关周期的A相占空比为D_A(k+1)＝D_AL(k+1)，B和C相静止坐标系中的最终占空比D_B(k+1)和D_C(k+1)产生规则与A相静止坐标系同理；占空比选择模块将得到的三相占空比输出到DPWM及驱动模块；

所述DPWM及驱动模块根据接收到的三相占空比，生成所述三相全桥逆变器的三相控制信号S_A(k+1)、S_B(k+1)、S_C(k+1)，用于驱动三相全桥逆变器的功率器件，以实现对变换器三相负载电压的控制。