CN108539785A - 逆变器同步方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种逆变器同步方法和装置。该方法包括：从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。本发明实施例的方法能够实现逆变器输出频率和相位同步，准确性较高。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器同步技术领域，尤其涉及一种逆变器同步方法及装置。
背景技术
随着社会的发展和需求，不中断供电的用电设备容量不断扩大，单台逆变器的扩充性和可靠性受到了很大的限制，多台逆变器并联的系统得到了广泛的应用。如果并联系统中各个逆变器输出电压的相位不同步，各个逆变器的输出电压就会相互影响，进而影响整个并联系统的稳定性。因此，多台逆变器并联需要实现工频同步。
目前，常用的方法是基于工频捕捉实现的，工频捕捉是通过获得被捕捉对象的周期和零点从而实现捕捉功能的，而工频捕捉的周期一般较长，同步效果较差。
发明内容
本发明提供一种逆变器同步方法及装置，以解决现有技术中同步效果较差的问题。
第一方面，本发明提供一种逆变器同步方法，包括：
从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；
所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
可选的，从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期，具体包括：
所述从机捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
所述从机获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
所述从机根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期，具体包括：
所述从机将周期寄存器的值设为所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位，具体包括：
所述从机在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
所述从机根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
可选的，所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位之后，还包括：
所述从机根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
第二方面，本发明提供一种逆变器同步装置，包括：
确定模块，用于根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
处理模块，用于根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；
所述处理模块，还用于根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
可选的，所述确定模块，具体用于：
捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述处理模块，具体用于：
将周期寄存器的值设为所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述处理模块，具体用于：
在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
可选的，所述处理模块，还用于：
根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
本发明提供的逆变器同步方法及装置，从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述 PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位，通过输出PWM信号，从机捕捉主机的PWM信号能够实现逆变器输出频率和相位同步，准确性较高，使得并联系统的稳定性较高。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为逆变器并联示意图；
图2是本发明提供的逆变器同步方法一实施例的流程示意图；
图3是本发明提供的逆变器同步方法一实施例的输出信号示意图；
图4是本发明提供的逆变器同步装置一实施例的结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先对本发明所涉及的名词进行解释：
一般而言，逆变器由功率转换器和控制该功率转换器的控制设备构成。
如图1所示，每个逆变器等效为一个电压源和一个内阻抗串联而成。U1、U2和Un为等效电压源，Z1、Z2和Zn为等效阻抗，R为输出电阻，Uo 为输出电压，如果并联系统中输出电压的相位不同步，系统中每台逆变器的输出电压就会相互影响，进而影响整个控制系统的稳定性。
常规工频捕捉是获得被捕捉对象的周期和零点从而实现捕捉功能。工频捕捉的周期为20ms(1/50Hz)，捕捉误差相对较大。
图2是本发明提供的逆变器同步方法一实施例的流程示意图。如图2所示，本实施例提供的方法，包括：
步骤201、从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值。
具体的，在并联系统中，其中一台逆变器为主机，其余逆变器为从机。
并联系统中输出电压信号的频率和相位基准由主机提供，设置PWM周期寄存器TBPRD的值为输出电压信号的周期，因此PWM信号的周期就是输出电压信号的周期，即为主机的逆变电压周期。在并联系统中，主机根据逆变电压周期和预设的占空比输出PWM信号。
从机捕捉主机的PWM信号，进而实现工频同步。
具体为从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期。上升沿代表输出电压信号的零点。
其中，所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
从机中的捕捉功能单元可以实现对PWM信号的捕捉，并且捕捉功能单元中的捕捉计数器可以对捕捉过程进行计数，如图3所示，从机在捕捉到 PWM信号的第一次上升沿时，读取捕捉计数器中的计数值，在捕捉到PWM 信号的第二次上升沿时，也读取捕捉计数器中的计数值，通过两个计数值的差值计算逆变电压周期。
可选的，步骤201具体可以采用如下方式实现：
所述从机捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
所述从机获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
所述从机根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
如图3所示，捕捉计数器具有计数周期，例如1s计一个数，则计数周期为1s，则根据相邻两次的捕捉计数值的差值(b-a)以及计数周期，确定主机的逆变电压周期。
步骤202、所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期。
具体的，从机确定出主机的逆变电压周期后，将从机的逆变电压周期调整为主机的逆变电压周期。
可选的，所述从机将周期寄存器TBPRD的值设为所述主机的逆变电压周期。
步骤203、所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
具体的，逆变电压周期确定后，即确定了输出电压信号的周期，则需要进一步确定主机当前相位，在捕捉到PWM信号的上升沿时，可以确定出此时对应的主机当前相位，进而可以根据主机当前相位，调整从机的当前相位，即将从机的当前相位调整为主机当前相位，实现了频率和相位的同步。
可选的，步骤203具体可以采用如下方式实现：
所述从机在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
所述从机根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
具体的，如图3所示，逆变器的相位(0～360°)是根据计数器TBCTR 的值得来的，TBCTR是一个从0到周期寄存器TBPRD的值变化的数。
TBCTR＝TBPRD对应的相位是360°，TBCTR＝TBPRD/2对应的相位是 180°。
举例：主机默认周期寄存器TBPRD＝360(恰好跟相位对应)，也就是说 TBCTR从0～360变化，TBCTR代表了主机输出电压的当前相位，当 TBCTR＝180时，说明主机的输出电压当前相位是180°。
从机在捕捉到上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为此时对应的主机当前相位，主机当前相位为0°，主机当前相位对应的寄存器数值为0，即强制将从机中计数器TBCTR从0开始计数，然后将TBCTR的计数值转化成角度(范围为0～360°)，TBCTR为从0到周期寄存器TBPRD的值，360°对应TBCTR＝TBPRD，TBCTR＝TBPRD/2对应的相位是180°，从而可以根据相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整从机的当前相位。
可选的，步骤203之后，还可以包括如下操作：
所述从机根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
从机根据调整后的当前相位和逆变电压周期输出电压信号，实现了主机和从机的输出电压信号的相位和频率同步。
本实施例的方法中捕捉计数值是通过频率为2812500Hz的周期计数器实现计数的，因此可以实现一个周期里56250(0.02*1/2812500)个点的计数，一个点的计数的误差在355ns(0.02/56250),误差小，捕捉更加精确。
本实施例的逆变器同步方法，从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和主机当前相位输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位，通过输出PWM信号，从机捕捉主机的PWM信号能够实现逆变器输出频率和相位同步，准确性较高，使得并联系统的稳定性较高。
在上述实施例的基础上，可选的，所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出PWM信号。
具体的，如图3所示，逆变器的相位(0～360°)是根据计数器TBCTR 的值得来的，TBCTR是一个从0到周期寄存器TBPRD的值变化的数。
TBCTR＝TBPRD对应的相位是360°，TBCTR＝TBPRD/2对应的相位是 180°。
举例：主机默认周期寄存器TBPRD＝360(恰好跟相位对应)，也就是说 TBCTR从0～360变化，TBCTR代表了主机输出电压的当前相位，当 TBCTR＝180时，说明主机的输出电压当前相位是180°。
例如，可以把PWM信号按照固定的占空比50％输出，举例，频率为 50Hz(周期为0.02s)的信号，0～0.01为高电平，0.01s～0.02s为低电平，也可以按照其他的占空比。
其实就是根据TBCTR计数做电平翻转，举例：TBCTR是从0记到360，然后再从0记到360，是一个循环计数过程。而当计数值在180的时候实现电平翻转，这样就可以把PWM信号按照50％的占空比输出，方便从机去做捕捉。
图4为本发明逆变器同步装置一实施例的结构示意图。如图4所示，该逆变器同步装置包括：
确定模块401，用于根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
处理模块402，用于根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；
所述处理模块402，还用于根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
具体的，并联系统中输出电压信号的频率和相位基准由主机提供，设置 PWM周期寄存器TBPRD的值为输出电压信号的周期，因此PWM信号的周期就是输出电压信号的周期，即为主机的逆变电压周期。在并联系统中，主机根据逆变电压周期和预设的占空比输出PWM信号。
从机捕捉主机的PWM信号，进而实现工频同步。
具体为从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期。上升沿代表输出电压信号的零点。
其中，所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
从机中的捕捉功能单元可以实现对PWM信号的捕捉，并且捕捉功能单元中的捕捉计数器可以对捕捉过程进行计数，如图3所示，从机在捕捉到 PWM信号的第一次上升沿时，读取捕捉计数器中的计数值，在捕捉到PWM 信号的第二次上升沿时，也读取捕捉计数器中的计数值，通过两个计数值的差值计算逆变电压周期。
从机确定出主机的逆变电压周期后，将从机的逆变电压周期调整为主机的逆变电压周期。
逆变电压周期确定后，即确定了输出电压信号的周期，则需要进一步确定主机当前相位，在捕捉到PWM信号的上升沿时，可以确定出此时对应的主机当前相位，进而可以根据主机当前相位，调整从机的当前相位，即将从机的当前相位调整为主机当前相位，实现了频率和相位的同步。
可选的，所述确定模块401，具体用于：
所述从机捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
所述从机获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
所述从机根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述处理模块402，具体用于：
所述从机将周期寄存器的值设为所述主机的逆变电压周期。
可选的，所述处理模块402，具体用于：
所述从机在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
所述从机根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
可选的，所述处理模块402，还用于：
所述从机根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本实施例的逆变器同步装置，确定模块根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM 信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；处理模块根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位，通过输出PWM 信号，从机捕捉主机的PWM信号能够实现逆变器输出频率和相位同步，准确性较高，使得并联系统的稳定性较高。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种逆变器同步方法，其特征在于，包括：
从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为所述从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；
所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从机根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期，具体包括：
所述从机捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
所述从机获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
所述从机根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从机根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期，具体包括：
所述从机将周期寄存器的值设为所述主机的逆变电压周期。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位，具体包括：
所述从机在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
所述从机根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从机根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位之后，还包括：
所述从机根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
6.一种逆变器同步装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值，确定所述主机的逆变电压周期；所述PWM信号为所述主机根据所述主机的逆变电压周期和和预设的占空比输出的；所述捕捉计数值为从机在捕捉所述PWM信号的过程中进行计数的计数值；
处理模块，用于根据所述主机的逆变电压周期，调整所述从机的逆变电压周期；
所述处理模块，还用于根据所述上升沿对应的主机当前相位，调整所述从机的当前相位。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
捕捉主机输出的PWM信号的相邻两次的上升沿；
获取所述相邻两次的上升沿对应的捕捉计数值；
根据相邻两次的捕捉计数值以及计数周期，确定所述主机的逆变电压周期。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：
将周期寄存器的值设为所述主机的逆变电压周期。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：
在捕捉到所述上升沿的时刻，将相位寄存器的值调整为所述主机当前相位对应的寄存器数值；
根据所述相位寄存器的值和所述周期寄存器的值，调整所述从机的当前相位。
10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：
电压输出模块，用于根据所述从机的当前相位和所述从机的逆变电压周期，输出电压信号。
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