CN104753380B - 用于控制并联逆变器的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于控制并联逆变器的方法。该方法包括：当接收到PWM同步信号时，确定预定PWM同步信号的检测范围，在PWM同步信号接收点处计算PWM载波的同步误差，以及在PWM载波峰值处补偿同步误差。

Description

用于控制并联逆变器的方法
技术领域
本公开涉及用于控制多个并联的逆变器的方法。
背景技术
通常，逆变器通过将AC(交流)电源转换成DC(直流)电源，并且接着在从控制器输入的PWM(脉冲宽度调制)信号的控制下利用诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的开关元件切换DC电源之后输出AC电压来驱动电动机。
也就是说，逆变器是被配置为有效地控制电动机的设备，并且因此被设计为降低电动机的功耗和提高能效。
同时，为了驱动大容量电动机，也需要大容量逆变器。然而，生产大型逆变器很困难，这是因为在开发逆变器的诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和二极管的基本部件方面仍存在限制。因此，使用多个并联的小型逆变器同步操作来驱动大容量电动机。
多个并联的小型逆变器可以配置成大型逆变器。出于此目的，必须驱动并联的逆变器，其中每个PWM载波必须同步。然而，当PWM同步信号中出现噪声时，噪声本身被识别为同步信号，并且因此，相应的PWM载波变成“0”。这种现象引起PWM载波不规则变化，其已被认为是现有技术中的技术问题。
另外，当PWM载波被强制变成“0”时，逆变器输出颤抖从而产生现有技术中的另一个已知的技术问题。
【参考1】登记号10-1304055的韩国专利(2013年09月04日公开)
【参考2】公开号2010-288420的日本专利(2010年12月24日公开)
发明内容
本公开提供一种用于控制多个并联逆变器的改进方法。该方法补偿在同步信号中产生的噪声，并解决PWM载波突变成“0”的问题，从而因此防止逆变器输出颤抖。
为了解决前述的技术难题，提供了一种用于控制系统中多个逆变器中的每一个逆变器的方法，所述系统被配置为通过多个并联逆变器来驱动电动机，该方法包括：
当接收到PWM(脉冲宽度调制)同步信号时，确定预定PWM同步信号的检测范围；
在PWM同步信号接收点处计算PWM载波的同步误差；以及
在所述PWM载波的峰值处补偿所述同步误差。
优选地，但不必需地，该方法可以进一步包括：当接收到的PWM同步信号在检测范围之外时，忽略相应的PWM同步信号。
优选地，但不必需地，该方法可以进一步包括：当在PWM同步信号接收点处没有检测到PWM载波的同步误差时，将PWM同步信号的检测范围缩小预定宽度那样多。
优选地，但不必需地，该方法可以进一步包括：当补偿PWM载波的同步误差时，保持PWM同步信号的检测范围。
优选地，但不必需地，该方法可以进一步包括保持PWM同步信号的检测范围。
优选地，但不必需地，该方法可以进一步包括：当在PWM同步信号的检测范围内没有接收到PWM同步信号时，将PWM同步信号的检测范围扩大预定宽度那样多。
有益效果
根据本公开的示例性的实施例，能够给PWM同步信号的噪声分类并防止逆变器故障。此外，有益的效果是通过补偿PWM载波的同步误差并且避免PWM载波被强制突变成“0”来防止逆变器输出颤抖。
因此，根据本公开的示例性的实施例，多个并联逆变器可以被稳定地驱动。
附图说明
图1是示出根据本公开的示例性实施例的并联逆变器系统的结构图。
图2是示出当没有执行载波同步时每一个逆变器的PWM载波的示例图。
图3是示出当执行载波同步时每一个逆变器的PWM载波的示例图。
图4是示出用于控制逆变器的传统方法的技术问题的示例图。
图5和图6是示出根据本公开的用于控制逆变器的方法的示例图。
图7是示出根据本公开的示例性实施例用于控制多个并联逆变器的方法的流程图。
具体实施方式
将参照附图在下文中更充分地描述各个不同的示例性的实施例，在附图中示出一些示例性的实施例。然而，本发明构思可以采用许多不同形式来具体体现，并且不应该被解释为限于这里阐述的示例实施例。相反，所描述的方案旨在包含落入本公开的范围和新颖构想内的所有这样的替代例、改进例、变化例和等同物。
现在，将结合附图一起详细地解释本公开的示例性实施例。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的并联逆变器系统的结构图。
参照图1，在根据本公开的示例性实施例的并联逆变器系统中，可以从三相电源提供三相电力给多个逆变器1。从多个逆变器1输出的三相电力可以输入至电动机2。
从多个逆变器1中所选择的一个逆变器1-1可以发送PWM同步信号给多个逆变器1中的每一个控制单元20，其中逆变器1-1包括同步单元10。多个控制单元20中的每一个控制单元可以利用PWM控制信号来控制每一个相应的逆变器单元30，其中每一个逆变器单元30包括多个开关元件。此外，来自逆变器单元30的三相输出可以通过电流检测单元40被提供给多个逆变器1中的控制单元20，其中多个逆变器1中的每一个逆变器包括电流检测单元40。
多个逆变器1的每一个控制单元20都进行单向通信。也就是，第一逆变器1-1的控制单元20-1可以发送信号给第二逆变器1-2的控制单元20-2。以同样的方式，第n逆变器1-n的控制单元20-n可以从第n-1逆变器1-(n-1)的控制单元20-(n-1)接收信号，然后依次发送信号给第一逆变器1-1的控制单元20-1。
第一逆变器1-1的控制单元20-1可以发送PWM同步信号给同步单元10。
此外，通过利用PWM同步信号经由PWM载波同步来控制逆变器单元30切换，控制单元20可以给电动机2提供具有预定电压和频率的AC(交流)电压。利用PWM载波对逆变器单元30中的开关元件的控制对于本领域技术人员来说是公知的，因而不另外做更详细的解释。
在图1中示出的系统，可以利用少量的多个逆变器1来驱动大容量电动机2。为了驱动这样的电动机系统，各个逆变器1都必须以相同容量同时被驱动，其中各个逆变器的PWM载波被同步。
图2是示出当没有执行载波同步时每一个逆变器的PWM载波的示例图，并且图3是示出当执行载波同步时每一个逆变器的PWM载波的示例图。
如在图2中所示，当没有借助PWM载波同步而单独驱动每一个逆变器时，在点A处出现循环电流，这导致逆变器故障。
因此，如在图3中所示，同步单元10给多个逆变器1提供PWM同步信号，并且同步PWM载波以防止循环电流的出现。
换而言之，用于控制逆变器的常规方法在PWM同步信号的接收点B处通过轮换PWM载波为‘0’来强制地同步PWM载波。然而，尽管这种常规的方法一开始可能会容易地同步PWM载波，但当PWM同步信号中出现噪声时，这种常规的方法具有在PWM输出中可能发生临界扰乱(critical disorder)的问题。
图4是示出用于控制逆变器的常规方法的技术问题的示例图。
如在图4中所示，PWM载波在PWM同步信号的接收点B处变为‘0’。然而，如果PWM同步信号中出现噪声，那么PWM载波在噪声出现点C处又变为‘0’。这种PWM载波的强制变为‘0’引起从逆变器单元30输出的电流突然切断。因此，导致逆变器1的输出在同步点处颤抖。
为了解决前述的问题，本公开的示例性实施例将描述用于解决PWM同步信号中的噪声和随之发生的逆变器输出颤抖的方法。
图5和图6是示出根据本公开的用于控制逆变器的方法的示例图。
参照图5，(a)表示从同步单元10提供给逆变器1中的每一个控制单元20的PWM同步信号。(b)到(d)分别表示从每一个控制单元20提供给逆变器1中的相应的逆变器单元30的PWM载波。
尽管仅提供了PWM载波的三个示例，但本发明构思不应该被解释为限于本文中所阐述的示例性实施例。相反，很明显当n个逆变器1并联时，n(n：不小于2的自然数)个PWM载波中的每一个PWM载波可以被分别同步。
如在图5中所示，根据本公开的示例性实施例，每一个控制单元20可以确定在PWM同步信号接收点处的PWM载波同步误差，并且在PWM载波的峰值处补偿同步误差。
也就是，关于第一逆变器的PWM载波b，第一逆变器的控制单元20可以通过确定在PWM同步信号输入点t1处的同步误差D并且在相应的PWM载波的峰值点t2处补偿(E)同步误差D来同步PWM载波。
此外，关于第二逆变器的PWM载波c，第二逆变器的控制单元20可以通过确定在PWM同步信号输入点t1处的同步误差F并且在相应的PWM载波的峰值点t3处补偿(G)同步误差D来同步PWM载波。
此外，如在图6中所示，根据本公开的示例性实施例，每一个控制单元20可以确定用于PWM同步信号的检测范围。也就是，控制单元20可以从PWM载波为‘0’的点H处设定预定检测范围(I到L)。当在预定范围(I到L)内接收到PWM同步信号时，控制单元20可以将信号识别为正常的PWM同步。否则，当在其他点M处接收到PWM同步信号时，控制单元20可以将信号识别为噪声。
图7是示出根据本公开的示例性实施例用于控制多个并联逆变器的方法的流程图。
如在图7中所示，根据本公开的示例性实施例，逆变器1的每一个控制单元20可以从同步单元10接收PWM同步信号(S10)，并且确定是否在PWM同步信号的检测范围(例如，诸如在图6中的I)内接收到该PWM同步信号(S15)。当在检测范围外接收到PWM同步时，控制单元20可以将所接收到的信号识别为噪声并且忽略噪声(S20)。在这种情况下，可以保持PWM同步信号的检测范围(S45)。换而言之，例如，如果在图6中的预定检测范围外接收到PWM同步信号，其中可以在点t3和点t4之间的点M处保持相应的检测范围作为t4(K-＞L)。
同时，如果在步骤S15中确定PWM同步在检测范围内，则控制单元20可以计算在PWM同步信号的接收点处PWM载波的同步误差(S25)。
在步骤S25的结果中，如果确定没有计算出同步误差(S30)，那么可以缩小检测范围(S35)。换而言之，例如，因为在图6中的点t2处没有同步误差，那么控制单元20可以缩小同步信号的检测范围为t3(J-＞K)。
同时，如果在步骤S30中确定有任何同步误差，那么控制单元20可以在PWM载波的峰值处补偿同步误差(S40)，并且保持同步信号的检测范围(S45)。也就是，例如，控制单元20可以在PWM载波的峰值处补偿在点t1处所产生的同步误差，并且将同步信号的检测范围保持在点t2(I-＞J)。
尽管附图中未示出，但当在PWM同步信号的检测范围内未接收到PWM同步信号时，可以扩大PWM同步信号的检测范围。
如前述中很明显的，本公开的控制单元20可以改变PWM同步信号的检测范围。这个动作的目的是通过当在驱动逆变器的初始阶段出现大量噪声时设定检测范围为大的范围，然后在逆变器的PWM载波同步后缩小检测范围，来处理噪声。
PWM同步信号检测范围变化(也就是，扩大和/或缩小)的宽度可以通过设定来预先确定。
根据本公开的示例性实施例，能够有利地分类PWM同步信号的噪声并防止逆变器故障。此外，有益的效果是通过补偿PWM载波的同步误差并且避免PWM载波的强制突变成“0”来防止逆变器输出的颤抖。
因此，根据本公开的示例性的实施例，能够稳定地驱动多个并联的逆变器。
上述实施例旨在说明，而并不是限制权利要求的范围。许多替代例、改进例、变型例和等同物对本领域技术人员来说是显而易见的。本文中所描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以不同的方式组合以获得另外的和/或可替代的示例性实施例。因此，用于本公开的权利的技术范围应由权利要求来确定。

Claims (6)

1.一种用于控制系统中并联的逆变器的方法，该系统被配置为通过多个并联的逆变器来驱动电动机，该方法包括：
确定用于脉冲宽度调制同步信号的检测范围；
当接收到所述脉冲宽度调制同步信号时，确定所述脉冲宽度调制同步信号是否在所述检测范围内；
当所述脉冲宽度调制同步信号在所述检测范围内时，在脉冲宽度调制同步信号接收点处计算脉冲宽度调制载波的同步误差；
在所述脉冲宽度调制载波的峰值处补偿所述同步误差；以及
当没有计算出所述脉冲宽度调制载波的同步误差，则缩小所述检测范围，或者当在所述检测范围内未接收到脉冲宽度调制同步信号时，则扩大所述检测范围。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当所接收到的脉冲宽度调制同步信号在所述检测范围之外时，忽略相应的脉冲宽度调制同步信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当在所述脉冲宽度调制同步信号接收点处没有计算出所述脉冲宽度调制载波的同步误差时，将所述检测范围缩小预定宽度那样多。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当补偿所述脉冲宽度调制载波的所述同步误差时，保持所述脉冲宽度调制同步信号的所述检测范围。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
保持所述脉冲宽度调制同步信号的所述检测范围。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中，当在所述检测范围内没有接收到脉冲宽度调制同步信号时，将所述检测范围扩大预定宽度那样多。
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