基于DSP控制的双模式逆变系统的研究

万方数据
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到。

采用定时中断。

在每个开关周期．程序从参考正弦表中获得相应数字量，并将它赋值给比较寄存器ＣＭＰＲｘ。

ＰＷＭ输出设置为高有效时，当计数值从零开始计数到周期值ＴｘＰＲ的过程中与ＣＭＰＲ】【匹配时．则输出高电平：当计数值从周期值ＴｘＰＲ开始计数到零的过程中与ＣＭＰＲｘ匹配时。

则输出低电平。

设置为低有效的另一组ＰＷＭ输出与高有效互补。

当到达一个正弦周期时，将查表的指针复位到正弦波的初始处循环读取【４】。

为了同一桥臂的上下开关管直通。

两路互补的ＰＷＭ信号还要通过死区时间寄存器来设置一定的死区时间。

４．２．３数字锁相
在由独立切换到并网时，需要锁相使此时的输出电压与电网电压同幅同频同相．以减小电压冲击，同时由于系统在并网运行时为电流输出型，需使输出并网电流与电网电压同频同相，以实现最大有功输送，故需进行锁相。

该设计采用软件锁相实现并网切换前使输出电压与电网电压同步。

并网后输出使并网电流与电网电压严格同步１５１。

将电网电压信号经霍尔传感器比例缩小、滤波和电压抬升，整形成与其同步的符合ＤＳＰ输入的方波信号。

该信号送入ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ的ＣＡＰｌ引脚。

当捕捉到方波信号的上升沿时，记录下此刻定时器的值。

由相邻两次定时器值之差可算得电网电压周期。

用此周期值作为正弦调制波的周期．即可实现输出电压或并网电流与电网电压同频。

通过判断电网电压过零时正弦表指针的位置来判断二者的相位差．调整输出电压或并网电流参考正弦表的指针．可实现输出电压或并网电流与电网电压同相。

５仿真与实验
用仿真软件Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对系统进行仿真。

仿真参数设定为：直流侧母线电压Ｕｄ＝３５０Ｖ，参考电流幅值Ｉ＝１０Ａ，滤波电感Ｌ＝５ｍＨ，开关频率疋＝１５ｋＨｚ，仿真算法采用Ｏｄｅ２３ｔ，误差为ｌｘｌ０巧。

负载为阻性负载。

在Ｏ．０８ｓ时由独立工作模式切换为并网工作模式，如图７ａ所示。

在０．２ｓ时由并网工作模式切换为独立工作模式．如图７ｂ所示。

样机实验装置由１２０Ｖ／３５０ＶＢｏｏｓｔ升压电路，解耦电容Ｃ和逆变模块ＩＰＭ（６ＭＢＰ２０ＲＨ０６０）组成。

图８ａ示出系统切换为离网情况下的输出波形。

可知．独立运行时输出电压是有效值为２２０Ｖ的正弦波．能满足交流负载要求。

图８ｂ示出系统切换到并网情况下的输出波形。

可知．并网时并网电流
与电网电压同频同相，输出功率因数为１，满足并网要求，能稳定地向电网输送能量。

图７独立与并网工作模式相互切换
图８实验波形
６结论
针对传统的单功能逆变器。

设计了一种能离网／并网双模式运行的逆变器。

并提出了一种无缝切换方法。

最后采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对切换过程的算法进行了仿真验证，同时通过样机实验给出了离网／并网状态下的输出波形。

结果表明，设计的双模式逆变器能在两种不同的工作模式下稳定运行，且能实现两种模式下的无缝切换。

该研究为双模式逆变器的产业化打下基础。

为中小型风力发电系统和风光互补发电系统的逆变并网与脱网运行之间的无缝切换提供了有效的解决方案。

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