CN110247574A - 应用于整流器的逆变测试校正装置 - Google Patents

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宋涛
王伟强
赵秋毅
李俊扬
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

本发明公开了一种应用于整流器的逆变测试校正装置，包括直流输入，所述直流输入与整流桥接通且在直流输入两端连接有储能电容，所述整流桥与三项输出连接，所述三项输出，所述三项输出中有检测端子U、检测端子V、检测端子W，通过示波器能够观测检测端子U与电网电压U1、检测端子V与电网电压V1、检测端子W与电网电压W1的波形。所述整流桥包括三组并联接于直流输入的晶体管组。本发明可测得逆变电压与网侧电压的偏差值，进行相位补偿后，网侧输入电流与电网电压的相位一致，本发明在设计过程中考虑硬件耦合影响，将这一影响因素消除，实现单位功率因数。

Description

应用于整流器的逆变测试校正装置
技术领域
本发明属于整流器技术领域，具体涉及一种应用于整流器的逆变测试校正装置。
背景技术
变频器作为电机的驱动装置，为了保证电机长期可靠的运行，变频器的输出需保持稳定，既要求整流器输出直流稳定，又要求消除大部分电流谐波，网侧电流正弦化；且运行于单位功率因数，提高整流器的效率，真正实现“绿色电能变换”。
应用SPWM脉宽调制技术的的整流器，在额定负载的情况下，直流稳定且输入电流失真度小于5％，性能良好，但未实现单位功率因数。
现有的整流器在软件上虽然采用了锁相环技术，使电流追踪电压的相位，其相位差几乎为0，功率因数cosφ≈1，在理论上可以实现单位功率因数。但是受整流器升压电抗器等电感器件耦合的影响，软件控制效果未达到预期目标，功率因数仅为0.8左右，达不到1。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种应用于整流器的逆变测试校正装置。
本发明的技术方案是：一种应用于整流器的逆变测试校正装置，包括直流输入，所述直流输入与整流桥接通且在直流输入两端连接有储能电容，所述整流桥与三项输出连接，所述三项输出，所述三项输出中有检测端子U、检测端子V、检测端子W，通过示波器能够观测检测端子U与电网电压U1、检测端子V与电网电压V1、检测端子W与电网电压W1的波形。
所述整流桥包括三组并联接于直流输入的晶体管组，晶体管包括晶体管Sa1、晶体管Sa2、晶体管Sb1、晶体管Sb2、晶体管Sc1、晶体管Sc2。
晶体管Sa1的发射极与晶体管Sa2的集电极连接，且晶体管Sa1、晶体管Sa2之间连接引出线，所述晶体管Sa1的发射极与二极管Da1阳极连接，二极管Da1阴极与晶体管Sa1的集电极连接，所述晶体管Sa2的发射极与二极管Da2阳极连接，二极管Da2阴极与晶体管Sa2的集电极连接。
晶体管Sb1的发射极与晶体管Sb2的集电极连接，且晶体管Sb1、晶体管Sb2之间连接引出线，所述晶体管Sb1的发射极与二极管Db1阳极连接，二极管Db1阴极与晶体管Sb1的集电极连接，所述晶体管Sb2的发射极与二极管Db2阳极连接，二极管Db2阴极与晶体管Sb2的集电极连接。
晶体管SC1的发射极与晶体管SC2的集电极连接，且晶体管SC1、晶体管SC2之间连接引出线，所述晶体管SC1的发射极与二极管DC1阳极连接，二极管DC1阴极与晶体管SC1的集电极连接，所述晶体管SC2的发射极与二极管DC2阳极连接，二极管DC2阴极与晶体管SC2的集电极连接。
晶体管Sa1、晶体管Sa2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R1、电容C1，检测端子U位于电阻R1、电容C1之间。
晶体管Sb1、晶体管Sb2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R2、电容C2，检测端子V位于电阻R2、电容C2之间。
晶体管SC1、晶体管SC2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R3、电容C3，检测端子W位于电阻R3、电容C3之间。
本发明可测得逆变电压与网侧电压的偏差值，进行相位补偿后，网侧输入电流与电网电压的相位一致，本发明在设计过程中考虑硬件耦合影响，将这一影响因素消除，实现单位功率因数。
附图说明
图1是本发明的测试校正原理图；
图2是本发明的测试校正流程图；
其中：
1 直流输入 2 储能电容
3 整流桥 4 三项输出。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1～2所示，一种应用于整流器的逆变测试校正装置，包括直流输入1，所述直流输入1与整流桥3接通且在直流输入1两端连接有储能电容2，所述整流桥3与三项输出4连接，所述三项输出4，所述三项输出4中有检测端子U、检测端子V、检测端子W，通过示波器能够观测检测端子U与电网电压U1、检测端子V与电网电压V1、检测端子W与电网电压W1的波形。
所述整流桥3包括三组并联接于直流输入1的晶体管组，晶体管包括晶体管Sa1、晶体管Sa2、晶体管Sb1、晶体管Sb2、晶体管Sc1、晶体管Sc2。
晶体管Sa1的发射极与晶体管Sa2的集电极连接，且晶体管Sa1、晶体管Sa2之间连接引出线，所述晶体管Sa1的发射极与二极管Da1阳极连接，二极管Da1阴极与晶体管Sa1的集电极连接，所述晶体管Sa2的发射极与二极管Da2阳极连接，二极管Da2阴极与晶体管Sa2的集电极连接。
晶体管Sb1的发射极与晶体管Sb2的集电极连接，且晶体管Sb1、晶体管Sb2之间连接引出线，所述晶体管Sb1的发射极与二极管Db1阳极连接，二极管Db1阴极与晶体管Sb1的集电极连接，所述晶体管Sb2的发射极与二极管Db2阳极连接，二极管Db2阴极与晶体管Sb2的集电极连接。
晶体管SC1的发射极与晶体管SC2的集电极连接，且晶体管SC1、晶体管SC2之间连接引出线，所述晶体管SC1的发射极与二极管DC1阳极连接，二极管DC1阴极与晶体管SC1的集电极连接，所述晶体管SC2的发射极与二极管DC2阳极连接，二极管DC2阴极与晶体管SC2的集电极连接。
晶体管Sa1、晶体管Sa2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R1、电容C1，检测端子U位于电阻R1、电容C1之间。
晶体管Sb1、晶体管Sb2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R2、电容C2，检测端子V位于电阻R2、电容C2之间。
晶体管SC1、晶体管SC2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R3、电容C3，检测端子W位于电阻R3、电容C3之间。
所述电网电压U1与位于串联的电感C4与电阻R4之间，所述电网电压V1与位于串联的电感C5与电阻R5之间，电网电压W1与位于串联的电感C6与电阻R6之间。
所述直流输入1为DC直流电源。
所述储能电容2为电容C。
应用于整流器的逆变测试校正方法，括以下步骤：
ⅰ.开始
系统初始化；
ⅱ.通讯读取相位补偿角度
通过通讯方式读取相位补偿角度值；
ⅲ.补偿角度限幅
判断补偿角度范围：如果大于360°，补偿角度为0；如果大于180°，补偿角度为180°-θ；如果小于180°，补偿角度为θ；
ⅳ.锁相环同步信号进行相位补偿
将同步信号的计数周期值减去补偿角度值；
ⅴ.计算锁相环同步信号与电网电压信号的相位差
计算锁相环同步信号与电网电压信号的相位差；
ⅵ.软件锁相调节
软件锁相环PI控制；
ⅶ.SPWM输出相频调整
计算SPWM载波周期值，输出PWM脉冲；
ⅷ.结束
观察测得电压电流相位差。
步骤ⅰ中系统初始化包括系统时钟初始化、中断向量初始化、串行通讯接口初始化。
步骤ⅱ中相位补偿角度值通过与控制板相连接的触摸屏进行参数设置，将测量得到的补偿角度值输入，并采用串口通信的方式将其传送至控制板。
步骤ⅳ中读取捕捉寄存器的计数值，即为电网电压周期计数值，将其与通信所得到的补偿角度值相减，即得到调整后的电网电压信号。
步骤ⅴ中电网电压通过控制板的采集电路将其进行电平变换后，转换为3.3V的方波信号，作为DSP捕捉单元的捕捉信号。
读取时间标志寄存器的计数值，作为电流周期信号的计数值，调整后的电网电压信号与其相减即得到相位差QEK。
步骤ⅵ中PI控制为比例积分控制，
XIND＝QEK*KP+∑QEK*KI
其中KP与KI分别为比例、积分系数
将相差调节器输出值XIND与电网电压周期计数值相加即可得到调节后的电流周期信号计数值，将此计数值除以载波比120，其载波为6k，即可得到每个载波周期的计数值即PWM的中断周期，通过相差调节从而实现电流信号与电网电压的锁相，使其相位一致。
步骤ⅶ采用双通道示波器，将示波器探头接地端接在零位置，两个测试点分别测试U，U1点电压信号，测得两个电压信号的过零点相位差，作为补偿角度值，TU—U1与U的相位差，T—U1电压信号的周期值，补偿角度为360*TU/T；
按照上述方法测量后，采用双通道示波器，使用差分探头测量整流器输入电网电压，使用电流钳测量输入电流，测量二者的相位差Td—整流器输入测电网电压与电流相位差，T—U1电压信号的周期值，得到相位差为θ＝360*Td/T＝2.89°，计算功率因数cosθ＝0.998≈1，即实现单位功率因数。
本发明可测得逆变电压与网侧电压的偏差值，进行相位补偿后，网侧输入电流与电网电压的相位一致，本发明在设计过程中考虑硬件耦合影响，将这一影响因素消除，实现单位功率因数。

Claims (8)

1.一种应用于整流器的逆变测试校正装置，包括直流输入(1)，其特征在于：所述直流输入(1)与整流桥(3)接通且在直流输入(1)两端连接有储能电容(2)，所述整流桥(3)与三项输出(4)连接，所述三项输出(4)，所述三项输出(4)中有检测端子U、检测端子V、检测端子W，通过示波器能够观测检测端子U与电网电压U1、检测端子V与电网电压V1、检测端子W与电网电压W1的波形。
2.根据权利要求1所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：所述整流桥(3)包括三组并联接于直流输入(1)的晶体管组，晶体管包括晶体管Sa1、晶体管Sa2、晶体管Sb1、晶体管Sb2、晶体管Sc1、晶体管Sc2。
3.根据权利要求2所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管Sa1的发射极与晶体管Sa2的集电极连接，且晶体管Sa1、晶体管Sa2之间连接引出线，所述晶体管Sa1的发射极与二极管Da1阳极连接，二极管Da1阴极与晶体管Sa1的集电极连接，所述晶体管Sa2的发射极与二极管Da2阳极连接，二极管Da2阴极与晶体管Sa2的集电极连接。
4.根据权利要求3所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管Sb1的发射极与晶体管Sb2的集电极连接，且晶体管Sb1、晶体管Sb2之间连接引出线，所述晶体管Sb1的发射极与二极管Db1阳极连接，二极管Db1阴极与晶体管Sb1的集电极连接，所述晶体管Sb2的发射极与二极管Db2阳极连接，二极管Db2阴极与晶体管Sb2的集电极连接。
5.根据权利要求4所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管SC1的发射极与晶体管SC2的集电极连接，且晶体管SC1、晶体管SC2之间连接引出线，所述晶体管SC1的发射极与二极管DC1阳极连接，二极管DC1阴极与晶体管SC1的集电极连接，所述晶体管SC2的发射极与二极管DC2阳极连接，二极管DC2阴极与晶体管SC2的集电极连接。
6.根据权利要求5所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管Sa1、晶体管Sa2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R1、电容C1，检测端子U位于电阻R1、电容C1之间。
7.根据权利要求6所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管Sb1、晶体管Sb2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R2、电容C2，检测端子V位于电阻R2、电容C2之间。
8.根据权利要求7所述的应用于整流器的逆变测试校正装置，其特征在于：晶体管SC1、晶体管SC2之间的引出线上依次串联有电感L、电阻R3、电容C3，检测端子W位于电阻R3、电容C3之间。
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