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基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置，包括一逆變器、一輸出電壓采樣電路、一電感電流采樣電路、一虛擬阻抗電路、一運算放大器、一CPU處理器。一種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測方法，采用虛擬阻抗，用輸出電壓對電感電流進行補償，間接得到逆變器輸出負載電流，從而消除了諧波對補償精度的影響，尤其在非線性負載時，逆變器輸出負載功率電流的檢測精度高。該技術克服了在輸出諧波含量高時，現有的電容無功功率補償方法檢測精度不高的缺點。
【專利說明】基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及逆變器負載檢測裝置及其方法，尤其是基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]在逆變器中，為了保證閉環穩定，負載適應能力寬，功率管保護可靠，一般都會加入電感電流反饋；同時為了實時顯示輸出負載功率，避免逆變器過載或過熱損壞，還會加入負載功率檢測和過載保護。
[0003]現有技術中一些逆變器為了保證負載功率檢測足夠準確，參見圖1所示，會采用兩個電流檢測元件分別對電感電流和輸出負載電流進行檢測，但是這樣必然造成成本上升，也會使電路結構變復雜。
[0004]另一些逆變器為了降低成本，則將輸出負載電流檢測元件省去。為了減小輸出濾波電容的影響，需要對電感 輸出功率進行無功補償。通常采用以下技術方法:假定輸出電壓為正弦波，先計算出輸出電容上的無功分量，然后將此這部分無功分量迭加到用電感電流計算出的負載量中，間接得到輸出負載量。然而，逆變器輸出電壓存在諧波，會在輸出濾波電容上產生一定的高次諧波和無功，上述的技術辦法很難消除這類影響。特別地，當逆變器的負載為非線性負載(如=RCD負載)時，輸出諧波含量高，濾波電容無功功率大，難以對高次諧波進行補償，且補償精度不高，輸出負載檢測精度較差。
[0005]因此既能提高逆變器輸出負載檢測精度高又能節約成本是本領域亟待解決的一個技術問題。

【發明內容】

[0006]本發明的一目的是提供一種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置，既能提高逆變器輸出負載檢測精度高，又能節約成本。
[0007]—種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置，其特征在于，包括:一逆變器模塊、一電感電流采樣電路、一輸出電壓采樣電路、一虛擬阻抗電路、一運算放大器、一 CPU處理器；所述的逆變器模塊包括DC/AC模塊和濾波電路，所述濾波電路包括一濾波電感L和一濾波電容C，濾波電路接所述DC/AC模塊輸出兩端；所述輸出電壓采樣電路輸入端接逆變器模塊，所述輸出電壓采樣電路的輸出接所述虛擬阻抗電路輸入端；所述虛擬阻抗電路的輸出接所述運算放大器的負輸入端；所述電感電流采樣電路輸入端接逆變器模塊，所述電感電流采樣電路的輸出接所述運算放大器的正輸入端；所述運算放大器的輸出端接至所述CPU處理器，所述CPU處理器輸出逆變輸出電流值L。
[0008]在本發明一實施例中，所述的輸出電壓采樣電路將濾波電容C和濾波電感L相交
處的瞬時電壓值Uinv衰減Kus倍，所述輸出電壓采樣電路輸出端電壓值U’ inv，即
【權利要求】
1.一種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測裝置，其特征在于，包括:一逆變器模塊、一電感電流采樣電路、一輸出電壓采樣電路、一虛擬阻抗電路、一運算放大器、一 CPU處理器； 所述的逆變器模塊包括DC/AC模塊和濾波電路，所述濾波電路包括一濾波電感L和一濾波電容C，濾波電路接所述DC/AC模塊輸出兩端；所述輸出電壓采樣電路輸入端接逆變器模塊，所述輸出電壓采樣電路的輸出接所述虛擬阻抗電路輸入端；所述虛擬阻抗電路的輸出接所述運算放大器的負輸入端；所述電感電流采樣電路輸入端接逆變器模塊，所述電感電流采樣電路的輸出接所述運算放大器的正輸入端；所述運算放大器的輸出端接至所述CPU處理器，所述CPU處理器輸出逆變輸出電流值L。
2.根據權利要求1所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述的輸出電壓采樣電路將濾波電容C和濾波電感L相交處的瞬時電壓值Uinv衰減Kus倍，所述輸出
電壓米樣電路輸出端電壓值
3.根據權利要求1所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述的電感電流采樣電路包括一電流傳感器和一第一采樣電阻Rsi ;所述電流傳感器的副邊并聯所述第一采樣電阻Rsi，所述的電感電流采樣電路的輸出端接至運算放大器的正輸入端。
4.根據權利要求3所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述的電流傳感器將流經濾波電感L的電流值k衰減Kis倍，所述電感電流采樣電路輸出電壓值uKsl，即
5.根據權利要求1所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述虛擬阻抗電路包括取樣電容Cs，第二取樣電阻Rs2 ;所述取樣電容Cs的一端接至所述輸出電壓采樣電路的輸出端，所述取樣電容(；的另一端接至所述第二采樣電阻Rs2的一端、所述運算放大器的負輸入端；所述第二采樣電阻Rs2的另一端接地。
6.根據權利要求5所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述取樣電容Cs的容值為濾波電容C的
7.根據權利要求5所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述取樣電容Cs的阻值大于100倍的第二取樣電阻Rs2阻值。
8.根據權利要求1所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述運算放大器的正輸入端的輸入電壓值u+，即
9.根據權利要求8所述的基于虛擬阻抗逆變器負載檢測裝置，其特征在于:所述放大?I器輸出接所述CPU處理器輸入，所述CPU處理器計算并輸出逆變器的輸出電流值
10.一種基于虛擬阻抗的逆變器負載檢測方法，其特征在于:實現步驟包括:





U.步驟1:輸出電壓采樣電路實時獲得瞬時電壓值U’ inv，利用公式
【文檔編號】G01R21/06GK104034958SQ201410259822
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】王志東, 蘇先進, 劉藝超, 鐘小帆 申請人:漳州科華技術有限責任公司