[发明专利]一种可并联工作的正弦波逆变器

说明书

一、技术领域

本发明属于正弦波逆变器并联控制技术领域，特别涉及至单相和三相正弦波逆变器、单相和三相在线式不间断电源(UPS)等并联工作的方法和实现技术。

二、背景技术

已有的一种可以并联工作的正弦波逆变器的控制框图如图1所示，包括由逆变电路组成的功率单元和逆变控制单元两部分，逆变控制单元主要包括市电采样及整形电路、输出电压采样电路、基准正弦信号发生器、电压调节器及驱动控制电路；其特征在于，还包括连接在该市电采样及整形电路和基准正弦信号发生器之间的同步控制器及用于与外部相连的同步母线，以及与电压调节器输入端相连的由环流传感器、求和电路及与外部相连的均流母线组成的控制环节；该同步控制器用于消除并联系统中由于各逆变器模块的基准电压信号u_ref之间的相位差造成的环流；该控制环节与电压调节器共同作用，实现均流与逆变控制。

采用上述结构的多个正弦波逆变器可组成并联系统。图2所示为已有的逆变器并联系统结构框图。各逆变模块除了功率输入输出端口之外，还有一个并联总线端口COMs。只要将这样的逆变器模块的并联总线端口COMs及功率输出端口连接到相应的并联控制母线和交流输出母线，而不需要任何其它的控制装置，这些逆变器模块就可以组成并联系统工作。通过并联控制母线和相应的控制电路，实现了具有良好的动态和稳态均流特性、允许热插拔的逆变器并联系统。

同步母线上的信号squ^*是各逆变模块方波同步信号squ_j进行“线与”运算的结果。在同步控制器的作用下，无论市电正常与否，每个模块中各自产生的正弦基准信号u_ref总是与互连信号squ^*同频同相，故这些正弦基准信号都是同频同相的，这是并联工作的逆变器之间能均分负载的前提条件。而且由于各模块的squ_j信号都保持同步，因此当其中任何一个逆变器关机时，squ^*信号便自动由其余模块的squ_j信号生成，squ^*信号并没有任何变化；当一台逆变器投入并联系统时，由其MCU软件控制，在其程序squ_j信号与squ^*同步之后再将其输出到MCU端口，不影响squ^*信号。因此，就同步控制部分而言，并联系统中的逆变器模块是允许热插拔的。

该并联方案的主要不足之处是各并联模块方波同步信号的同频同相控制必须通过各模块之间的两根信号互连线来完成，信号互连线的存在仍增加了系统的硬件复杂性，降低了系统的可靠性。

三、发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种无需信号互连线、通信抗扰性强、可靠性高的可应用于正弦波逆变器的并联控制的逆变器。

一种可并联工作的正弦波逆变器，包括逆变电路和逆变控制电路，其特征在于，所述逆变控制电路包括电力线、市电采样及整形电路、PLC芯片及PLC外围电路、微处理器、基准正弦信号发生器、电压调节器、驱动控制电路、输出电压采样电路、求和电路，上述各组成电路及器件的相互连接关系是，输入端连于负载的电力线的输出端连于市电采样及整形电路输入，市电采样及整形电路的输出经微处理器连于基准正弦信号发生器的输入，基准正弦信号发生器的输出经电压调节器连于与逆变电路输入端相连的驱动控制电路输入端；PLC芯片及PLC外围电路的输入端与电力线双向相连，PLC芯片及PLC外围电路的输出端与微处理器的输入双向相连，微处理器的输出还连于求和电路的输入，与逆变电路的输出端相连的输出电压采样电路同样连于求和电路的输入，求和电路的输出与电压调节器的输入相连。

本发明的特点和技术效果：

1.无需信号互连线，通信抗扰性强，可靠性高；

2.适用于逆变器并联系统，尤其适用于在线式不间断电源UPS的并联控制系统；

3.就同步控制部分而言，并联系统中的逆变器模块是允许热插拔的。

四、附图说明

图1是已有的逆变器并联系统解耦控制原理框图；

图2是已有的逆变器并联时的系统结构框图；

图3是本发明的可并联工作的正弦波逆变器原理框图；

图4是本发明的基于PLC的同步控制器功能框图；

图5是本发明的同步控制器实施例结构图；

图6是本发明的实施例软件流程图。

图7是本发明的实施例同步调节过程的实验结果；其中左图(a)为方波同步信号，右图(b)为波形展开图。

五、具体实施方式