一種逆變器的并聯(lián)控制方法和電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器電路領(lǐng)域，具體為一種逆變器的并聯(lián)控制方法和電路。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是一種把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的裝置，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、轉(zhuǎn)換效率高、啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)短路、過(guò)載、過(guò)/欠電壓、超溫等電路情況進(jìn)行應(yīng)急保護(hù)的功能。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)大容量的逆變電源，同樣也可以采用并聯(lián)技術(shù)。由于逆變電源通常采用全控功率開關(guān)器件構(gòu)成單元模塊，受功率開關(guān)器件容量的限制，單個(gè)逆變電源模塊的容量是十分有限的，通過(guò)多個(gè)模塊并聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)容，不僅可以充分利用全控功率開關(guān)器件的優(yōu)勢(shì)，減少系統(tǒng)的體積，降低噪聲，還可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和逆變電源變換器的通用性。
[0003]然而，交流電源間的并聯(lián)運(yùn)行遠(yuǎn)比直流電源并聯(lián)運(yùn)行復(fù)雜，它不但要求兩電源輸出電壓幅值相等，而且要求其頻率與相位嚴(yán)格一致，脈寬調(diào)制的步調(diào)也要保持一致。而現(xiàn)有的并聯(lián)型逆變器組的電路同步控制過(guò)程中是僅由主機(jī)控制器統(tǒng)一發(fā)送調(diào)制脈寬所需的調(diào)制波，而從機(jī)控制器只進(jìn)行脈寬調(diào)制，因此可能存在主從逆變器的控制器輸出的脈沖不同步的問(wèn)題；另外，上述并聯(lián)型逆變器組的系統(tǒng)可靠性不高，一旦主機(jī)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)中的所有機(jī)器都必須停機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種逆變器的并聯(lián)控制方法和電路，由主機(jī)和從機(jī)的控制進(jìn)行相同的環(huán)路計(jì)算，并且控制周期和載波信號(hào)均同步，使主從逆變器的頻率保持一致。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種逆變器的并聯(lián)控制方法，包括以下步驟:
[0007]A)、主機(jī)控制器和至少一個(gè)從機(jī)控制器依次連接形成環(huán)路，并且按電路連接順序進(jìn)行自動(dòng)編號(hào)；
[0008]B)、主機(jī)控制器根據(jù)上位機(jī)發(fā)出的第一控制命令和給定值，與自身采樣的主機(jī)控制器的反饋值進(jìn)行環(huán)路計(jì)算，并向從機(jī)控制器發(fā)送同步信息；
[0009]C)、從機(jī)控制器根據(jù)給定值及通訊收到的同步信息中得到的主機(jī)控制器的第二控制命令及主機(jī)控制器的反饋值同步進(jìn)行環(huán)路計(jì)算，其中，各從機(jī)控制器的給定值相同；
[0010]D)、從機(jī)控制器根據(jù)主機(jī)控制器的同步信號(hào)進(jìn)行控制周期及載波信號(hào)的同步。
[0011]優(yōu)選的，還包括主機(jī)控制器和從機(jī)控制器的同步控制過(guò)程，包括以下步驟:
[0012](1)主機(jī)控制器在固定的tjP 12時(shí)刻發(fā)送同步信息給從機(jī)控制器，此時(shí)主機(jī)控制器的計(jì)數(shù)值為NJPN2;
[0013](2)從機(jī)控制器在t’廊t’ 2接收到主機(jī)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)同步信息的第一個(gè)邏輯跳變沿將自身的計(jì)數(shù)值調(diào)整為NjdeltaN和N2_deltaN，同步過(guò)程完成，并在NjdeltaN的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行增計(jì)數(shù)或在N2_deltaN的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行減計(jì)數(shù)；
[0014]其中，deltaN的計(jì)算方法為:deltaN = (k_l) *tdelay*Fcnt，其中k為控制器編號(hào)，tdelay為固定的主機(jī)控制器和從機(jī)控制器連接線路的接收發(fā)送及傳輸?shù)难舆t時(shí)間，F(xiàn)cnt為計(jì)數(shù)脈沖的頻率，t’ i為從機(jī)控制器接收到主機(jī)控制器tl時(shí)發(fā)送的同步信息的時(shí)刻，t’ 2為從機(jī)控制器接收到主機(jī)控制器t2時(shí)發(fā)送的同步信息的時(shí)刻。
[0015]優(yōu)選的，所述從機(jī)控制器在執(zhí)行所述步驟C的過(guò)程中同時(shí)對(duì)自身的從機(jī)控制器反饋值進(jìn)行采樣。
[0016]進(jìn)一步，當(dāng)預(yù)設(shè)的主機(jī)控制器故障后，按照編號(hào)順序，下一編號(hào)的從機(jī)控制器切換為新的主機(jī)控制器，此時(shí)的新主機(jī)控制器的環(huán)路運(yùn)算采用其自身的采樣反饋值。
[0017]優(yōu)選的，所述同步信息至少包括主機(jī)控制器電壓采樣值、主機(jī)控制器電流采樣值、主機(jī)控制器狀態(tài)和主機(jī)控制器運(yùn)行命令。
[0018]優(yōu)選的，所述給定值包括電流給定值和電壓給定值。
[0019]優(yōu)選的，所述主機(jī)控制器和從機(jī)控制器的環(huán)路計(jì)算由各自的處理器完成，并傳遞至編碼器中進(jìn)行調(diào)試生成PWM波；所述編碼器采用PWM異步規(guī)則調(diào)制，在t(n)或t(n+2)時(shí)刻裝載上一控制周期計(jì)算所得的調(diào)制信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)觸發(fā)器外部中斷，處理器進(jìn)行環(huán)路計(jì)算，其中，t(n)和t(n+2)是計(jì)數(shù)器的周期點(diǎn)與過(guò)零點(diǎn)。
[0020]優(yōu)選的，還包括對(duì)從機(jī)控制器傳輸延遲的同步補(bǔ)償，所述同步補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式為t補(bǔ)=(k_l)*tdf；lay，式中t#是第k臺(tái)控制器的延時(shí)補(bǔ)償時(shí)間，k為控制器序號(hào)，tdf；lay為固定的主從機(jī)控制器連接線路的接收發(fā)送及傳輸?shù)难舆t時(shí)間。
[0021]—種采用如上任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的逆變器的并聯(lián)控制方法的電路，包括總線以及分別連接在總線上的主機(jī)和至少一臺(tái)的從機(jī)，所述主機(jī)包括主機(jī)控制器和與主機(jī)控制器連接的逆變器，所述從機(jī)包括從機(jī)控制器和與從機(jī)控制器連接的逆變器，沿信號(hào)傳遞方向，主機(jī)控制器和相鄰的從機(jī)控制器之間、從機(jī)控制器和相鄰的從機(jī)控制器之間相互連接，其中，位于信號(hào)接收末端的從機(jī)控制器與主機(jī)控制器連接。
[0022]優(yōu)選的，還包括連接在總線上用于發(fā)送第一控制命令和給定值的上位機(jī)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明的逆變器并聯(lián)電路脈沖同步性好，由于各設(shè)備間采用光纖同步使得各逆變器中的處理器的中斷周期同步，反饋值和給定值為同一值，并可以保持載波同步，實(shí)現(xiàn)控制周期同步，載波信號(hào)也同步，并進(jìn)行相同的環(huán)路計(jì)算，保證主機(jī)和從機(jī)輸出的調(diào)制波一致。另外，本發(fā)明的主從機(jī)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同且有共用的總線，各自的控制器均進(jìn)行環(huán)路計(jì)算和采樣自身的反饋值，并生成相同的調(diào)制波，當(dāng)主機(jī)故障時(shí)，另一臺(tái)從機(jī)在下一周期立即成為主機(jī)，實(shí)現(xiàn)主從設(shè)備的無(wú)縫切換，主機(jī)切換時(shí)電流沖擊最小，減小了對(duì)電路的擾動(dòng)影響。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的逆變器并聯(lián)電路的系統(tǒng)框圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的主機(jī)的控制框圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的從機(jī)的控制框圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的逆變器并聯(lián)電路的光纖連接結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的主從機(jī)序號(hào)示意圖。
[0030]圖6為本發(fā)明的主從機(jī)控制命令及反饋信號(hào)切換框圖。
[0031]圖7為本發(fā)明的各序號(hào)主從機(jī)內(nèi)編程器載波生成與同步時(shí)序圖。
[0032]其中，1、總線；2、主機(jī)控制器；3、從機(jī)控制器；4、光纖；5、上位機(jī)；6、處理器;7、編程器；8、電壓調(diào)節(jié)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為清楚的說(shuō)明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。以下的說(shuō)明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開的應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部的附圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。
[0034]如圖1和圖5所示，提供了一種逆變器的并聯(lián)控制方法，包括以下步驟:
[0035]A)、主機(jī)控制器2和從機(jī)控制器3按電路連接順序進(jìn)行自動(dòng)編號(hào)；
[0036]B)、主機(jī)控制器2根據(jù)第一控制命令和給定值，與自身采樣的主機(jī)控制器2的反饋值進(jìn)行環(huán)路計(jì)算，并向從機(jī)控制器3發(fā)送同步信息；
[0037]C)、從機(jī)控制器根據(jù)給定值及通訊的同步信息中得到的主機(jī)控制器2的第二控制命令及主機(jī)控制器2的反饋值進(jìn)行環(huán)路計(jì)算，其中，各從機(jī)控制器3的給定值相同；
[0038]D)、從機(jī)根據(jù)主機(jī)的同步信號(hào)進(jìn)行控制周期及載波信號(hào)的同步。
[0039]主機(jī)與從機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造相同，這是實(shí)現(xiàn)多機(jī)之間切換的硬件基礎(chǔ)，傳遞過(guò)程是沿并聯(lián)構(gòu)成的回路進(jìn)行控制命令和同步信息的傳遞，即調(diào)制波是沿該條回路由主機(jī)依次傳遞給序列中的從機(jī)，從機(jī)控制器3按照該從機(jī)所接收到的調(diào)制波來(lái)處理生成與之一致的脈沖信號(hào)和調(diào)制波，同時(shí)，也按照上述提到的補(bǔ)償方法對(duì)傳輸延遲作出補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)各從機(jī)所輸出的脈沖信號(hào)不僅頻率幅度保持一致，也可以同步輸出。
[0040]該控制方法中所有從機(jī)控制器3的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)路運(yùn)算結(jié)果都將是相等的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)主機(jī)控制器2內(nèi)處理器6和編碼器7數(shù)值的完全拷貝，因此可以使得各從機(jī)控制器3輸出的脈沖保持同步，如圖7所示。
[0041]該控制方法還包括主從機(jī)控制器的同步控制過(guò)程，包括以下步驟:
[0042](1)主機(jī)控制器2在固定的t2時(shí)刻發(fā)送同步信息給從機(jī)控制器3，此時(shí)主機(jī)控制器2的計(jì)數(shù)值為Np N2,，〖2時(shí)刻為跳變時(shí)刻；
[0043](2)從機(jī)控制器在t’ pt’ 2接收到主機(jī)控制器2發(fā)送過(guò)來(lái)同步信息的第一個(gè)邏輯跳變沿將自身的計(jì)數(shù)值調(diào)整為NjdeltaN，N2_deltaN，同步過(guò)程完成，并在NfdeltaN的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行增計(jì)數(shù)或在N2_deltaN的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行減計(jì)數(shù)；
[0