[发明专利]实现电流型逆变器轻量化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器领域，具体是在电流型逆变器调制中，将PWM的调制波幅值按直流侧电流脉动的实际情况及时进行调整，能降低直流侧电感的大小，达到实现电流型逆变器轻量化的方法。

背景技术

目前，世界各国对太阳能的发展利用十分重视，光伏发电逐渐成为主导。光伏逆变器作为光伏系统中能量转换的核心装置，可以将自然界中的太阳能转化为人类生产生活中所需的电能，所以，逆变器的研究对未来发展有重大意义。工程上常见的电压型逆变器呈降压特性，直流侧需要较高的直流电压，而光伏电池板产生的直流电电压等级很低，达不到直流侧所需的电压，往往需要在直流侧加入升压电路，这样造成系统结构复杂，降低了系统的可靠性。电流型逆变器与电压型逆变器是互为对偶的逆变器，具有升压特性，它具有以下优点：电流型逆变器本身具有升压能力，不需要在前级侧增加额外的直流升压电路；电流型逆变器中，存在上下桥臂直通为直流侧电感储能的工作状态，直流侧串联电感，不用担心桥臂短路的问题，逆变器工作可靠性高。

电流型逆变器在实际应用中，为了抵抗交流网侧电压带来的低频脉动，往往采用数值较大的直流电感，使得直流电感电流保持恒定，保证交流侧输出电流的谐波品质。这使得系统的体积与成本增加，难以在中小功率场合应用，特别是在单相系统中。近年来，国内外学者也针对这一问题进行了相关研究，取得了一些成果：有的通过稳态数学关系推导出复杂的计算公式来调整调制波，但是算法非常复杂，对微处理器的精度和运算速度要求高，且难以实现闭环调节；有的通过采用非线性的控制策略来保证输出波形的质量，但需要设置额外的带通滤波器和低通滤波器以及其它模拟电路，控制复杂，难以数字实现，没能达到降低系统体积实现电流型逆变器轻量化的目的。本发明提出的非线性调制方式，可以有效解决以上问题，抑制直流侧电流脉动的影响，降低直流侧电感大小，以此达到电流型逆变器轻量化的目的。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，本发明提供一种实现电流型逆变器轻量化的方法。通过检测电流源型逆变器直流侧电流脉动情况相应地调整调制波幅值，从而抑制直流侧电流脉动的影响，降低直流侧电感大小，从而实现电流型逆变器轻量化的目的。

为了解决上述存在的技术问题达到上述发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种实现电流型逆变器轻量化的方法，该方法内容包括如下步骤：

(1)通过采样直流侧电感电流I′_dc，并通过低通滤波器把脉动的直流电流信号I′_dc滤波，得到脉动电流的平均值信号I_dc；

(2)利用采样直流侧电感电流瞬时值I′_dc，电流的平均值大小I_dc，定义幅值调整系数：

(3)将幅值调整系数与调制波信号相乘，再按传统方式把调制波与载波进行比较，得到PWM波去驱动开关管。

由于采用上述方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用本发明方法使电流型逆变器的输出波形不受直流侧电流脉动的影响，不仅抑制了低次谐波，消除直流侧电流脉动对输出波形品质的影响，而且能降低直流侧的电感大小，从而降低了系统成本、减小了系统体积，实现了电流型逆变器轻量化。本发明的技术方案简单、易于实现。

附图说明

图1是本发明的调制波幅值和脉动电流的关系示意图；

图2是实现非线性调制步骤示意图；

图3是单相电流型逆变器，以此逆变器为例进行说明；

图4是传统SPWM单极性调制的载波与调制波仿真图；

图5是本发明的单极性调制的载波与调制波仿真图；

图6是传统调制与本发明调制的输出波形图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：