CN110247574A - 应用于整流器的逆变测试校正装置 - Google Patents
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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
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
***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***初始化包括***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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