CN103078531B - 三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种三相逆变器直流分量控制系统，包括三相逆变器主电路，所述三相逆变器主电路包括由LC滤波器及平衡负载组成的A、B、C三相回路，所述三相逆变器直流分量控制系统包括采样模块、分析模块及控制模块；采样模块，与LC滤波器中的电感相连接，用于分别采集主电路中A、B、C三相回路的电感电流的直流分量；分析模块，用于根据采集到的直流分量分别计算A、B、C三相的直流电压分量；控制模块，用于将A、B、C三相的直流电压分量分别加载到所述三相逆变器中对应的基波电压上。本方案可有效消除三相逆变器的输出电流直流分量。

Description

三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于逆变器控制领域，特别涉及一种三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法。

背景技术

在现代生成生活中，随着电力电子技术的发展，逆变技术被广泛地应用于各种电力电子系统供电设备，以满足用电负载对供电质量的各类要求。作为理想交流供电电源的逆变电路的输出电压应为正弦波，不含有直流分量。但实际上，由于逆变器控制电路中运算放大器的零点漂移，开关管本身及其驱动电路不一致等原因会使逆变器输出电压产生直流分量。根据美国国家军用标准MIL-STD-704E，逆变器输出电压为115V/400Hz时，输出电压的直流分量应小于±100mV。

在输出带低频隔离变压器的场合，如果直流分量超过一定值，就会造成隔离变压器饱和，导致系统过流保护，甚至损坏功率器件。在输出不带低频隔离变压器的场合，直流分量将直接对负载供电，对于非线性负载，直流分量将会造成电流的严重不对称，损坏负载。同时，在逆变器直接并联的系统中，由于逆变器各模块间连线的阻抗很小，各模块输出电压较小的直流分量差也会造成较大的直流环流，使逆变器各模块不能均分负载，降低了并联系统的可靠性。因此，有必要找到减小或者消除逆变器输出电流直流分量的方法。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中不能有效减小或者消除逆变器输出电流直流分量的技术问题，提供一种可有效消除逆变器输出电流直流分量的三相逆变器直流分量控制系统。

本发明的实施例提供一种三相逆变器直流分量控制系统，包括三相逆变器主电路，所述三相逆变器主电路包括由LC滤波器及平衡负载组成的A、B、C三相回路，所述三相逆变器直流分量控制系统包括采样模块、分析模块及控制模块；

采样模块，与LC滤波器中的电感相连接，用于分别采集主电路中A、B、C三相回路的电感电流的直流分量；

分析模块，用于根据采集到的直流分量分别计算A、B、C三相的直流电压分量；

控制模块，用于将A、B、C三相的直流电压分量分别加载到所述三相逆变器中对应的基波电压上。

进一步地，所述采样模块包括三个霍尔电流瞬时值传感器，分别对应与A、B、C三相回路中每相的LC滤波器的电感相连接；每个霍尔电流瞬时值传感器用于采集对应每项回路中的电感电流的直流分量。

进一步地，所述控制模块为PI控制器，所述PI控制器将每相回路中的直流电压分量分别加载到对应的基波电压上

进一步地，所述电感电流的直流分量与直流电压分量的关系为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.$

其中，I_A为三相逆变器的A相电感电流的直流分量，I_B为三相逆变器的B相电感电流的直流分量，I_C为三相逆变器的C相电感电流的直流分量，U_A为三相逆变器的A相直流电压分量，U_B为三相逆变器的B相直流电压分量，U_C为三相逆变器的C相直流电压分量，R_L为电感的内阻，R为平衡负载的阻值。

本发明还提供一种三相逆变器直流分量控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

采集带有LC滤波器及平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中，每相回路中电感电流的直流分量；

根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量；

控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中。

进一步地，采集带有LC滤波器及平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中，每相回路中电感电流的直流分量的步骤具体包括：

在一个工频周期内对每一相的电流采样值进行累加，累加和除以采样点数得到每项回路中电感电流的直流分量。

进一步地，根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，I_A为三相逆变器的A相电感电流的直流分量，I_B为三相逆变器的B相电感电流的直流分量，I_C为三相逆变器的C相电感电流的直流分量，U_A为三相逆变器的A相直流电压分量，U_B为三相逆变器的B相直流电压分量，U_C为三相逆变器的C相直流电压分量，R_L为电感的内阻，R为平衡负载的阻值。

进一步地，根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)得到式(2)：

$\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]\≈\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& 1& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]---\left(2\right)$

将式(2)中的矩阵中数值为1的量减去一个偏差Δ，得到矩阵A

$A=\left[\begin{array}{ccc}1-\mathrm{\Δ}& -0.5000& -0.5000\\ -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}& -0.5000\\ -0.5000& -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}\end{array}\right]$

求矩阵A的逆矩阵A^-1，并根据式(3)求得U_A、U_B、U_C

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈A^{-1}\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]---\left(3\right)$

进一步地，所述偏差Δ＝0.001，

所述 $A^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}-332.8886& -333.5557& -333.5557\\ -333.5557& -332.8886& -333.5557\\ -333.5557& -333.5557& -332.8886\end{array}\right],$

所述 $\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈\frac{1}{333.5557}\left[\begin{array}{ccc}-0.9980& -1.0000& -1.0000\\ -1.0000& -0.9980& -1.0000\\ -1.0000& -1.0000& -0.9980\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right].$

进一步地，控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中的步骤具体包括：

根据直流电压分量U_A、U_B或U_C，PI控制器将负反馈偏差为0-U_A、0-U_B或0-U_C加载到三相逆变器内部对应的基波电压中。

以上所述技术方案，通过对三相逆变器带平衡负载时，其内的三相回路中的每相电感电流的直流分量进行采集，并通过直流分量计算得到每相的直流电压分量，将直流电压分量加载到三相逆变器的对应基波电压中，可将每相直流电压分量调节到0，有效消除了每相的直流分量，进一步增强了三相逆变器的输出稳定性。

附图说明

图1是本发明三相逆变器直流分量控制系统一种实施例的结构示意图；

图2是本发明三相逆变器带平衡负载的三相回路的等效电路图；

图3是本发明三相逆变器直流分量控制系统的对直流分量的调整示意图；

图4是本发明三相逆变器直流分量控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

三相逆变器直流分量的产生原因与单相逆变器相同，在逆变器输出的电压波形中除了含有基波、高次谐波外，还包含直流分量，这个直流分量的大小又反映在直流电流的大小，因此必须设法消除电压直流分量，达到消除电流直流分量，从而实现稳定逆变器输出电信号的目的。

根据图1所示，本发明的三相逆变器10，包括三相逆变器主电路，所述三相逆变器主电路包括由LC滤波器及平衡负载R组成的A、B、C三相回路，所述三相逆变器直流分量控制系统包括采样模块20、分析模块30及控制模块40；

采样模块20，与LC滤波器中的电感相连接，用于分别采集主电路中A、B、C三相回路的电感电流的直流分量；这里所述的带平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中，每一相回路中都带有一个LC滤波器和一个负载R，其三相回路组成的等效电路如图2所示。所述采样模块包括三个霍尔电流瞬时值传感器，分别对应与A、B、C三相回路中每相的LC滤波器的电感相连接，每个霍尔电流瞬时值传感器用于采集对应每项回路中的电感电流的直流分量。

分析模块，用于根据采集到的直流分量分别计算A、B、C三相的直流电压分量；分析模块具体可以使用带有分析计算功能的单片机，接收采样模块20采集到的每相回路中的电感电流的直流分量：I_A、I_B及I_C，并根据I_A、I_B及I_C计算直流电压分量U_A、U_B或U_C，具体计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，I_A为三相逆变器的A相电感电流的直流分量，I_B为三相逆变器的B相电感电流的直流分量，I_C为三相逆变器的C相电感电流的直流分量，U_A为三相逆变器的A相直流电压分量，U_B为三相逆变器的B相直流电压分量，U_C为三相逆变器的C相直流电压分量，R_L为电感的内阻，R为平衡负载的阻值。

控制模块40，用于将A、B、C三相的直流电压分量分别加载到所述三相逆变器中对应的基波电压上。因为，在逆变器的双闭环(电压环及电流环)控制方法中，输出直流分量与基准正弦波引起的直流分量之间的关系与电压反馈采集系数有关，如果电压反馈系数一定，通过调节基准正弦波直流分量可以达到消除输出电压直流分量的目的。所以，将控制模块40计算得到的直流电压分量分别加载到对应的基准正弦波上，消除基准正弦波的直流分量，可以实现消除三相逆变器的输出电压中的直流分量，从而消除三相逆变器输出电流中的直流分量。

所述控制模块为PI控制器，所述PI控制器将每相回路中的直流电压分量分别加载到对应的基波电压上。

结合图2、图3及图4所示，本发明还提供一种上述三相逆变器直流分量控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S100，采集带有LC滤波器及平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中，每相回路中电感电流的直流分量。

步骤S200，根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量。

步骤S300，控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中。

在所述步骤S100中，检测每相回路中电感电流的直流分量的方法是在一个工频周期内对电流采样值进行累加，其中交流值正负半周累加和为零，但是直流分量累加和为直流分量值乘以采样点数，只要在一个工频周期内得到的直流分量除以采样点数就可以得到相应的直流偏置电流，即每项回路中电感电流的直流分量。

进一步地，步骤S200中，根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量U_A、U_B及U_C

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)的推导过程如下：

由图2可知，当U_A直流电源单独作用时：

$Z=\frac{U_A}{I_A^{\′}}=\mathrm{SL}+R_L+\frac{1}{2}(R//\frac{1}{\mathrm{SC}}+R_L+\mathrm{SL})---\left(4\right)$

$\frac{I_A^{\′}}{U_A}=\frac{1}{Z}=\frac{1}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(5\right)$

其中，I′_A表示A相直流电压分量U_A单独作用下产生的A相电感L中的直流电流分量，Z表示电感、电感内阻、电容及负载的等效阻抗和，L表示电感的电感值，C表示电容的电容值，R_L表示电感L的内阻值，S表示拉氏变量。

当U_B直流电源单独作用时，B相直流电压分量U_B单独作用下产生的A相电感L中的直流电流分量I″_A为：

$I_A^{\′\′}=-\frac{1}{2}{I}_B=-\frac{1}{2}\frac{U_B}{Z}---\left(6\right)$

$\frac{I_A^{\′\′}}{U_B}=-\frac{1}{2}\·\frac{1}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(7\right)$

当U_C直流电源单独作用时，C相直流电压分量U_C单独作用下产生的A相电感L中的直流电流分量I″′_A为：

$I_A^{\′\′\′}=-\frac{1}{2}{I}_C=-\frac{1}{2}\frac{U_C}{Z}---\left(8\right)$

$\frac{I_A^{\′\′\′}}{U_C}=-\frac{1}{2}\·\frac{1}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(9\right)$

由叠加原理知：

$I_A=I_A^{\′}+I_A^{\′\′}+I_A^{\′\′\′}=\frac{U_A}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}$

$-\frac{1}{2}\frac{U_B}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}-\frac{1}{2}\frac{U_C}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(10\right)$

同理：

$I_B=I_B^{\′}+I_B^{\′\′}+I_B^{\′\′\′}=\frac{U_B}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}$

$-\frac{1}{2}\frac{U_A}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}-\frac{1}{2}\frac{U_C}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(11\right)$

$I_C=I_C^{\′}+I_C^{\′\′}+I_C^{\′\′\′}=\frac{U_C}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}$

$-\frac{1}{2}\frac{U_A}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}-\frac{1}{2}\frac{U_B}{\frac{1}{2}\·\frac{R}{2+\mathrm{RCS}}+\frac{3}{2}(R_L+\mathrm{SL})}---\left(12\right)$

由于考虑的是直流分量，因此s＝0带入式(10～12)得到式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.$

因此，本实施例中，根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)得到式(2)：

$\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]\≈\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& 1& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]---\left(2\right)$

从式(2)中可以看出每一相的直流电流分量是三相直流偏置电压共同作用产生的，对于每相电流，与该相对应的偏置电压产生的电流分量要大于其它两相。我们通过上式，获得了三相直流电流分量与三相直流电压分量的关系。

将(2)式中的矩阵求取其逆矩阵，但是发现这个矩阵不存在逆矩阵，因此为了求取逆矩阵采用了近似法，将矩阵的数据为1的量减去一个偏差Δ得到矩阵A，只要Δ足够小，这个逆矩阵就比较接近实际情况，矩阵A具体为：

$A=\left[\begin{array}{ccc}1-\mathrm{\Δ}& -0.5000& -0.5000\\ -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}& -0.5000\\ -0.5000& -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}\end{array}\right]$

求的矩阵A的逆矩阵A^-1，便可以根据式(3)求得U_A、U_B、U_C

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈A^{-1}\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]---\left(3\right)$

本实施例中，优选地，所述偏差Δ＝0.001，可以得到逆矩阵A^-1：

$A^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}-332.8886& -333.5557& -333.5557\\ -333.5557& -332.8886& -333.5557\\ -333.5557& -333.5557& -332.8886\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& 1& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}& 1\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]\≈A^{-1}\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]\≈\left[\begin{array}{ccc}-332.8886& -333.5557& -333.5557\\ -333.5557& -332.8886& -333.5557\\ -333.5557& -333.5557& -332.8886\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]$

$\≈\frac{1}{333.5557}\left[\begin{array}{ccc}-0.9980& -1.0000& -1.0000\\ -1.0000& -0.9980& -1.0000\\ -1.0000& -1.0000& -0.9980\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]$

因此根据上式得到：

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈\frac{1}{333.5557}\left[\begin{array}{ccc}-0.9980& -1.0000& -1.0000\\ -1.0000& -0.9980& -1.0000\\ -1.0000& -1.0000& -0.9980\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]---\left(13\right)$

由式(13)可知通过检测每相中电感电流的直流分量可以计算出每相对应的直流电压分量，只要将每相直流电压分量调节到0就可以完全消除每相的直流偏置，采用PI控制器即可实现。

优选地，如图3所示，步骤S300中控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中的步骤具体包括：根据直流电压分量U_A、U_B或U_C，PI控制器将负反馈偏差为0-U_A、0-U_B或0-U_C加载到三相逆变器内部对应的基波电压中，将基准正弦波的直流分量往下调节，从而形成了负反馈达到调节直流分量的目的。图中Ki_fb为电流反馈采样系数。

本发明实施例中的技术方案，将检测计算出来的每相直流电压分量加载到基波电压中，从而可以达到消除三相逆变器输出电流直流分量的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.三相逆变器直流分量控制系统，包括三相逆变器主电路，所述三相逆变器主电路包括由LC滤波器及平衡负载组成的A、B、C三相回路，其特征在于：所述三相逆变器直流分量控制系统包括采样模块、分析模块及控制模块；

采样模块，与LC滤波器中的电感相连接，用于分别采集主电路中A、B、C三相回路的电感电流的直流分量；

分析模块，用于根据采集到的直流分量分别计算A、B、C三相的直流电压分量，其中，所述电感电流的直流分量与直流电压分量的关系为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.$

其中，I_A为三相逆变器的A相电感电流的直流分量，I_B为三相逆变器的B相电感电流的直流分量，I_C为三相逆变器的C相电感电流的直流分量，U_A为三相逆变器的A相直流电压分量，U_B为三相逆变器的B相直流电压分量，U_C为三相逆变器的C相直流电压分量，R_L为电感的内阻，R为平衡负载的阻值；

控制模块，用于将A、B、C三相的直流电压分量分别加载到所述三相逆变器中对应的基波电压上。

2.根据权利要求1所述的三相逆变器直流分量控制系统，其特征在于：所述采样模块包括三个霍尔电流瞬时值传感器，分别对应与A、B、C三相回路中每相的LC滤波器的电感相连接；每个霍尔电流瞬时值传感器用于采集对应每相回路中的电感电流的直流分量。

3.根据权利要求2所述的三相逆变器直流分量控制系统，其特征在于：所述控制模块为PI控制器，所述PI控制器将每相回路中的直流电压分量分别加载到对应的基波电压上。

4.三相逆变器直流分量控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

采集带有LC滤波器及平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中的每相回路中电感电流的直流分量；

根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量，其中根据采集的每相回路中电感电流的直流分量计算相应的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量

$\left\{\begin{array}{c}{I}_A=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(U_A-\frac{1}{2}{U}_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_B=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A+U_B-\frac{1}{2}{U}_C)\\ I_C=\frac{1}{\frac{R}{4}+\frac{3}{2}{R}_L}(-\frac{1}{2}{U}_A-\frac{1}{2}{U}_B+U_C)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，I_A为三相逆变器的A相电感电流的直流分量，I_B为三相逆变器的B相电感电流的直流分量，I_C为三相逆变器的C相电感电流的直流分量，U_A为三相逆变器的A相直流电压分量，U_B为三相逆变器的B相直流电压分量，U_C为三相逆变器的C相直流电压分量，R_L为电感的内阻，R为平衡负载的阻值；

控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中。

5.根据权利要求4所述的三相逆变器直流分量控制方法，其特征在于：采集带有LC滤波器及平衡负载R的三相逆变器的A、B、C三相回路中的每相回路中电感电流的直流分量的步骤具体包括：

在一个工频周期内对每一相的电流采样值进行累加，累加和除以采样点数得到每相回路中电感电流的直流分量。

6.根据权利要求4所述的三相逆变器直流分量控制方法，其特征在于：根据式(1)计算每相回路中的直流电压分量的步骤具体包括：

根据式(1)得到式(2)：

$\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]\≈\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& 1& -\frac{1}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]---\left(2\right)$

将式(2)中的矩阵中数值为1的量减去一个偏差Δ，得到矩阵A

$A=\left[\begin{array}{ccc}1-\mathrm{\Δ}& -0.5000& -0.5000\\ -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}& -0.5000\\ -0.5000& -0.5000& 1-\mathrm{\Δ}\end{array}\right]$

求矩阵A的逆矩阵A^-1，并根据式(3)求得U_A、U_B、U_C

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈A^{-1}\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]---\left(3\right).$

7.根据权利要求6所述的三相逆变器直流分量控制方法，其特征在于：所述偏差Δ＝0.001，

所述 $A^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}-332.8886& -333.5557& -333.5557\\ -333.5557& -332.8886& -333.5557\\ -333.5557& -333.5557& -332.8886\end{array}\right],$

所述 $\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]\≈\frac{1}{333.5557}\left[\begin{array}{ccc}-0.9980& -1.0000& -1.0000\\ -1.0000& -0.9980& -1.0000\\ -1.000& -1.0000& -0.9980\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right].$

8.根据权利要求4所述的三相逆变器直流分量控制方法，其特征在于：控制将所述直流电压分量加载到对应的基波电压中的步骤具体包括：

根据直流电压分量U_A、U_B或U_C，PI控制器将负反馈偏差为0-U_A、0-U_B或0-U_C加载到三相逆变器内部对应的基波电压中。