本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种逆变器及逆变器的控制方法。
背景技术：
逆变器是供电系统的核心部件。
根据供电需求的变化，对逆变器带负载能力、抗干扰性能和稳定性的要求不断提高。以列车应急通风系统为例，逆变器用于在地铁车辆发生供电故障时，给车外空调内部的风机供电。应急状态下，需要逆变系统做出及时稳定的反应。传统的逆变器在硬件结构上普遍存在低压输入下的带载性能差，不能实现高效率带载运行，逆变器输出电压抗负载扰动性能差的问题，同时存在体积大、重量大、效率低等缺陷，有待改进。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可迅速做出高升压变化、功率密度、具有较高抗负载扰动性的逆变器及其控制方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一些实施例中，提供一种逆变器，包括：
主回路：包括dc/dc电路和逆变电路，dc/dc电路的输入端连接至电源，输出端连接至逆变电路，逆变电路的输出端连接至负载；所述dc/dc电路包括并联连接的第一升压支路和第二升压支路；
传感单元：包括用于采集直流母线电压的第四电压传感器，用于采集第一升压支路斩波电流的第四电流传感器和用于采集第二升压支路斩波电流的第五电流传感器；
控制器，包括：
第一电压外环调节单元：被配置为根据直流母线电压期望值和直流母线电压实时值计算输出直流母线电流期望值；
第一电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号；
第二电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第二升压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号。
在本发明的一些实施例中：所述控制器进一步包括：
第一滤波单元：用于将第一升压斩波电流进行低通滤波，所述第一电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号
第二滤波单元：用于将第二升压斩波电流进行低通滤波，所述第二电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第二升压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号。
在本发明的一些实施例中：所述控制器进一步包括用于存储第一三角波信号和第二三角波信号存储单元，第一电流内环调节单元的输出信号和第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出信号和第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号。
在本发明的一些实施例中：第一升压支路包括串联连接的第一电感和第一mos管，所述第四电流传感器设置于第一支路；
第二升压支路包括串联连接的第二电感和第二mos管，所述第五电流传感器设置于第二支路；
第一电感的第一端和第二电感的第一端连接并进一步连接至电源，第一mos管和第二mos关的输出端连接，并进一步连接至逆变电路。
在本发明的一些实施例中：所述传感单元进一步包括用于采集逆变器输出端uv线电压的第一电压传感器，用于采集逆变器输出端vw线电压的第二电压传感器，用于采集逆变器输出端wu线电压的第三电压传感器，用于采集逆变器输出端u相电流的第一电流传感器，用于采集逆变器输出端v相电流的第二电流传感器以及用于采集逆变器输出端w相电流的第三电流传感器；
计算单元：用于计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ，并根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ，并根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
所述控制器进一步包括：
负载扰动预测单元：用于根据逆变器输出电压q轴分量uq生成电流d轴预测扰动idt，根据逆变器输出电压d轴分量ud生成电流q轴预测扰动iqt；进一步根据逆变器输出电流q轴分量iq及输出电压频率生成d轴扰动电压预测值udt，根据逆变器输出电流d轴分量id及输出电压频率生成q轴扰动电压预测值uqt；
第二电压外环调节单元：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref；
第二电流内环调节单元：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；
第三电压外环调节单元：以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，计算输出逆变器输出电流q轴分量给定值iq_ref；
第三电流内环调节单元：以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
逆变器驱动计算单元：用于根据逆变器调节信号d轴分量upwm_d、逆变器输出电压d轴分量ud和d轴扰动电压预测值udt经坐标变换获得第一输入，根据根据逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq和q轴扰动电压预测值uqt经坐标获得第二输入，将dc线电压udc作为第三输入，经svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。
在本发明一些实施例中：逆变器输出频率计算单元：用于根据给定频率步进值、给定频率值以及当前输出频率，设定逆变器输出频率；
逆变器输出电压给定值计算单元，被配置为根据逆变器输出频率和负载额定相电压计算逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref，并将uq_ref设置为0。
在本发明的一些实施例中：进一步包括预充电电路，所述预充电电路的输入端连接至电源，具体可为dc110v电源，输出端连接至dc/dc电路的输入端。
本发明进一步提供一种逆变器控制方法，包括以下步骤：
将直流母线电压期望值udc_ref和直流母线电压实时值udc做差，并将差值作为第一电压外环调节单元输入，计算生成直流母线电流期望值idc_ref；
将直流母线电压的期望值idc_ref和第一升压支路斩波电流idc1做差，并将差值作为第一电流内环调节单元的输入，计算生成第一升压斩波电路的控制信号；
将直流母线电压的期望值idc_ref和第二升压支路斩波电流idc2做差，并将差值作为第二电流内环调节单元的输入，计算生成第二升压斩波电路的控制信号。
在本发明一些实施例中：对第一升压支路斩波电流idc1进行低通滤波处理，将处理后的信号i′dc1与直流母线电压的期望值做差，作为第一电流内环调节单元的输入，计算生成第一升压斩波电路的控制信号；
对第一升压支路斩波电流idc2进行低通滤波处理，将处理后的信号i′dc2与直流母线电压的期望值做差，作为第二电流内环调节单元的输入，计算生成第二升压斩波电路的控制信号。
在本发明的一些实施例中：所述方法进一步包括：第一电流内环调节单元的输出与预设的第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出与预设的第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号；从第一个脉冲周期开始，第二升压支路的控制信号在时域上滞后第一升压支路的控制信号0.5个开关周期。
在本发明的一些实施例中：所述方法进一步包括：
s1：计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ，并根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ，并根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
s2：预测负载扰动，包括电流d轴预测扰动idt、电流q轴预测扰动iqt、d轴扰动电压预测值udt及q轴扰动电压预测值uqt；
s3：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref，以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器电流q轴分量给定值iq_ref；
s4：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
s5：计算逆变器开关脉冲驱动信号：逆变器调节信号d轴分量upwm_d与逆变器输出电压d轴分量ud求和，再与d轴扰动电压预测值udt做差，所得值记为svd，逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq求和，再与q轴扰动电压预测值uqt做差，所得值记为svq；
对svd和svq经坐标获得第一输入和第二输入，将dc/dc电路输出的直流母线电压udc作为第三输入，第一输入、第二输入和第三输入svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。
在本发明的一些实施例中：预测负载扰动的方法为：
其中，idt为d轴扰动电流预测值，iqt为q轴扰动电流预测值，c为逆变电路中的滤波电容的容值，ud为逆变器输出电压d轴分量，uq为逆变器输出电压q轴分量；
其中，udt为d轴扰动电压预测值，uqt为q轴扰动电压预测值，l为逆变电路中的滤波电感的感值，iq为输出电流的q轴分量，id为输出电流的d轴分量。
在本发明一些实施例中，若所述逆变器用于驱动风机负载，计算逆变器输出电压给定值，计算的方法为：
其中，δf为给定频率步进值；f(n)为当前采样周期的逆变器输出电压的频率，f(n-1)为上一个采样周期的逆变器输出电压的频率；
其中，ud_ref为逆变器输出电压d轴分量给定值，uq_ref为逆变器输出电压q轴分量给定值，un为负载的额定相电压，fn为负载的额定频率。
较现有技术相比，本发明一些实施例中，逆变器及控制方法的有益效果在于：
(1)dc/dc电路采用双路并联升压斩波电路，可以实现逆变器的低压输入下的高升压变比，提高逆变器的低压带载能力。
(2)基于dc/dc电路双路并联升压斩波电路，提出的一种“高频无静差闭环控制算法”，可实现高开关频率下的直流母线电压无静差闭环控制，大大提高了直流母线电压的动态调节效果，体现在低纹波、响应速度快；其中，电流内环的控制方法，大大降低了前级升压斩波电路的启动电流；通过两路电流内环同时跟踪控制输出，实现了两路升压斩波电路的负荷均分。
(3)针对全桥逆变电路，提出了一种“负载扰动实时预测补偿控制算法”，有益效果体现在：可显著降低了逆变器的启动电流，提高逆变器带风机类负载的启动性能；给逆变器突加负载扰动时的扰动电流预测补偿方法,可以实现对扰动电流的精确预测，并依据预测值进行补偿，提高了逆变器抗负载扰动性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明逆变器结构示意图；
图2为本发明逆变器控制方法流程图；
图3a为本发明高频无静差闭环控制算法原理图；
图3b为本发明高频无静差闭环控制算法原理图；
图4a为本发明负载扰动实时预测补偿控制算法原理图；
图4b为本发明负载扰动实时预测补偿控制算法原理图；
图4c为本发明负载扰动实时预测补偿控制算法原理图。
以上个图中：
1-dc110v输入接口；
2-输入emi；
3-预充电电路；
4-dc/dc电路；
5-逆变电路；
6-输出emi；
7-三相交流输出接口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，不用于暗指相对重要性。
本发明的一些实施例中，首先提供一种逆变器，结构参考图1，包括：
主回路：包括dc/dc电路4和逆变电路5，dc/dc电路的输入端连接至电源，具体为dc110v直流电源，输出端连接至逆变电路，逆变电路的输出端连接至负载；所述dc/dc电路包括并联连接的第一升压支路和第二升压支路；与现有技术逆变器的主回路不同，本申请中，主回路包括两个升压支路，可实现低压输入下的高升压变化；除了以上结构外，主回路还包括dc110v输入接口1、输入emi2(用于输入滤波处理，连接至输入接口，并输出连接至预充电电路)、预充电电路3(用于启动管理，输出接至dc/dc电路)、输出emi6(用于输出滤波处理，输入端连接逆变电路5的输出端，输出端经三相交流输出接口7连接至负载)；
传感单元：包括用于采集逆变器输出端uv线电压的第一电压传感器tv1，用于采集逆变器输出端vw线电压的第二电压传感器tv2，用于采集逆变器输出端wu线电压的第三电压传感器tv3，用于采集直流母线电压的第四电压传感器tv4，用于采集逆变器输出端u相电流的第一电流传感器ta1，用于采集逆变器输出端v相电流的第二电流传感器ta2，用于采集逆变器输出端w相电流的第三电流传感器ta3，用于采集第一升压支路斩波电流的第四电流传感器ta4和用于采集第二升压支路斩波电流的第五电流传感器ta5；以上传感器的设置位置可参考图1；
控制器，包括：
第一电压外环调节单元：被配置为根据直流母线电压期望值和直流母线电压实时值计算输出直流母线电流期望值；具体是将二者做差，差值经pi控制器调节计算输出直流母线电流期望值；
第一电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号；具体是将二者做差，差值经pi控制器调节计算输出第一升压支路的控制信号；该信号用于控制第一升压支路中开关件的工作状态；
第二电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第二升压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号，具体是将二者做差，差值经pi控制器调节计算输出第二升压支路的控制信号，该信号用于控制第二升压支路中开关件的工作状态。
在本发明的一些实施例中,所述控制器进一步包括：
第一滤波单元lpf1：用于将第一升压斩波电流进行低通滤波，所述第一电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号
第二滤波单元lpf2：用于将第二升压斩波电流进行低通滤波，所述第二电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第二压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号。
经第一滤波单元lpf1和第二滤波单元lpf2处理后的数据可计算生成更精确的控制结果。
在本发明的一些实施例中：所述控制器进一步包括用于存储第一三角波信号和第二三角波信号存储单元，第一电流内环调节单元的输出信号和第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出信号和第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号；从第一个脉冲周期开始，第二升压支路的控制信号在时域上滞后第一升压支路的控制信号0.5个开关周期，开关周期即为高频三角波的周期。
在本发明的一些实施例中：作为一种dc/dc电路的具体实施形式，第一升压支路包括串联连接的第一电感和第一mos管，所述第四电流传感器ta4设置于第一支路；
第二升压支路包括串联连接的第二电感和第二mos管，所述第五电流传感器ta5设置于第二支路；
第一电感的第一端和第二电感的第一端连接并进一步连接至电源，具体为dc110v电源，本实施例中，第一端作为输入端连接至预充电电路的输出端，第一mos管和第二mos关的输出端连接，并进一步连接至逆变电路。
对于双路并联升压斩波电路，不再采用传统的igbt作为开关管，采用新型碳化硅mosfet作为开关管，开关频率高达100khz，使得图1中dc/dc电路内部的升压电感的体积大大降低，同时由于是双路并联升压斩波电路，直流母线电压的纹波也大幅降低，保证了后级逆变电路输出电压的品质；同时，采用新型碳化硅mosfet作为开关管来替代传统的igbt，开关损耗极低，因此大幅提高了整机的效率，满载下的效率可以达到98％。由于电感等磁性元件的体积大幅减小，整机的功率密度得以大幅提升，相较于同等功率的应急通风逆变器，功率密度可提高30％。
在本发明的一些实施例中，控制器进一步包括：
计算单元：用于计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ，并根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ，并根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
所述控制器进一步包括：
负载扰动预测单元：用于根据逆变器输出电压q轴分量uq生成电流d轴预测扰动idt，根据逆变器输出电压d轴分量ud生成电流q轴预测扰动iqt；进一步根据逆变器输出电流q轴分量iq及输出电压频率生成d轴扰动电压预测值udt，根据逆变器输出电流d轴分量id及输出电压频率生成q轴扰动电压预测值uqt；
第二电压外环调节单元：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref；
第二电流内环调节单元：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；
第三电压外环调节单元：以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，计算输出逆变器输出电流q轴分量给定值iq_ref；
第三电流内环调节单元：以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
逆变器驱动计算单元：用于根据逆变器调节信号d轴分量upwm_d、逆变器输出电压d轴分量ud和d轴扰动电压预测值udt经坐标变换获得第一输入，根据根据逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq和q轴扰动电压预测值uqt经坐标获得第二输入，将dc/dc电路输出的直流母线电压udc作为第三输入，经svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。
在本发明一些实施例中：逆变器输出频率计算单元：用于根据给定频率步进值、给定频率值以及当前输出频率，设定逆变器输出频率；
逆变器输出电压给定值计算单元，被配置为根据逆变器输出频率和负载额定相电压计算逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref，并将uq_ref设置为0。
本发明进一步提供一种逆变器控制方法，控制方法可以分为dc/dc端的控制方法和逆变器端的控制方法，整体流程参考图2。
首先，讲述dc/dc端的控制方法，称之为高频无静差闭环控制算法，参考图3a、图3b。
包括以下步骤：
(1)将直流母线电压期望值udc_ref和直流母线电压实时值udc做差，并将差值作为第一电压外环调节单元输入，计算生成直流母线电流期望值idc_ref；
(2)将直流母线电流期望值idc_ref和第一升压支路斩波电流idc1经低通滤波处理后的信号i′dc1做差，并将差值作为第一电流内环调节单元的输入，经pi调节算生成第一升压斩波电路的控制信号；
具体可以进一步对第一升压支路斩波电流idc1进行低通滤波处理，将高频电流转化为低频直流电流，可提高动态响应性能。本实施例中为3阶处理，截止频率为1khz，i′dc1与idc1之间的关系为：
式(1)中，idc1(n)为当前采样周期得到的第一升压支路斩波电流值，idc1(n-1)为上一个采样周期得到的第一升压支路升压斩波电流值，idc1(n-2)为上两个采样周期得到的1路升压斩波电流值，idc1(n-3)为上三个采样周期得到的第一升压支路升压斩波电流值；
式(1)中，i′dc1(n)为当前采样周期第一lpf的输出，i′dc1(n-1)为上一个采样周期第一lpf的输出，i′dc1(n-2)为上两个采样周期第一lpf的输出，i′dc1(n-3)为上三个采样周期第一lpf的输出；
式(1)中：b0＝0.018,b1＝0.054,b2＝0.054,b3＝0.018；a1＝-1.76，a2＝1.183，a3＝-0.278。
将处理后的信号i′dc1作为第一电流内环调节单元的输入，将idc_ref与i′dc1做差，经pi调节计算生成第一升压斩波电路的控制信号；
(3)将直流母线电流的期望值idc_ref和第二升压支路斩波电流idc2经低通滤波处理后的信号i′dc2做差，并将差值作为第二电流内环调节单元的输入，计算生成第二升压斩波电路的控制信号。
与前文原理相同，对第一升压支路斩波电流idc2进行低通滤波处理，将处理后的信号i′dc2与直流母线电流的期望值做差，作为第一电流内环调节单元的输入，经pi调节计算生成第一升压斩波电路的控制信号。
第二升压斩波电流idc2作为第二lpf的输入，第二lpf也是一种“离散三阶迭代递推低通滤波器”，阶数为3阶，截止频率为1khz；第二lpf的输出记为i′dc2；i′dc2与idc2之间的关系如式(2)所示：
式(2)中，b0,b1,b2,b3，a1，a2，a3同式(1)。
更进一步的，第一升压电路和第二升压电路的更具体的生成方法为：第一电流内环调节单元的输出与预设的第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出与预设的第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号。
具体的，第一电流内环调节单元的输出记为d1，第二电流内环调节单元的输出记为d2，在控制板的dsp芯片程序里设置一个频率为100khz的高频三角波作为载波，d1与高频三角波比较得到高频脉冲p1，d2与高频三角波比较得到高频脉冲p2，p2相对于p1，从第一个脉冲周期开始，在时域上滞后0.5个开关周期，开关周期即为高频三角波的周期。p1为图1中q1的驱动脉冲，p2为图1中q2的驱动脉冲。
针对dc/dc单元的控制方法，可以实现100khz高开关频率下的直流母线电压无静差闭环控制；提高直流母线电压的动态调节效果，体现在低纹波、响应速度；两路升压斩波电路的开关管的驱动方式，互差0.5个开关周期，实现双路交替驱动，进一步降低了直流母线电压的纹波。
以下，论述逆变单元的控制方法，称之为负载扰动实时补偿控制算法，该方法的流程参考图4a至图4c。
s1：计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ：
根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；
计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ：
根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
以上各式中，θ为逆变器输出电压的相位，计算方法为：
其中，ts为采样周期，θ(n)为当前采样周期的逆变器输出电压的相位，θ(n-1)为上一个采样周期的逆变器输出电压的相位；f(n)为当前采样周期的逆变器输出电压的频率，可以计算，下文详述。
s2：预测负载扰动，包括电流d轴预测扰动idt、电流q轴预测扰动iqt、d轴扰动电压预测值udt及q轴扰动电压预测值uqt；
在本发明的一些实施例中：预测负载扰动的方法为：
其中，idt为d轴扰动电流预测值，iqt为q轴扰动电流预测值，c为逆变电路中的滤波电容的容值，ud逆变器输出电压d轴分量，uq为逆变器输出电压q轴分量；
其中，udt为d轴扰动电压预测值，uqt为q轴扰动电压预测值，l为逆变电路中滤波电感的感值，iq为输出电流的q轴分量，id为输出电流的d轴分量。
s3：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref，以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器电流q轴分量给定值iq_ref；
其中，ud_ref和id_ref的具体计算方法如下。
考虑到抑制负载的异常启动，例如，对于驱动风机逆变器来说，实际应用场合是带风机负载，因此设计了抑制风机启动电流的控制方法：
其中，δf为给定频率步进值，值为0.01hz；f(n)为当前采样周期的逆变器输出电压的频率，f(n-1)为上一个采样周期的逆变器输出电压的频率；再按照式(11)计算图4中的输出电压d轴给定值和输出电压q轴给定值：
其中，un为负载的额定相电压，fn为风机负载的额定频率。该方法对负载启动电流的有效抑制。本质上属于提高逆变器抗负载扰动性能的一种创新性方法之一。
s4：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
s5：依据扰动电压预测值进行实时补偿，并计算逆变器开关脉冲驱动信号：逆变器调节信号d轴分量upwm_d与逆变器输出电压d轴分量ud求和，再与d轴扰动电压预测值udt做差，所得值记为svd，逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq求和，再与q轴扰动电压预测值uqt求和，所得值记为svq；对svd和svq经坐标获得第一输入和第二输入，具体为：
其中，svα为坐标变换模块输的的α轴分量，svβ为坐标变换模块输的的β轴分量。
将dc/dc电路输出的直流母线电压udc作为第三输入，第一输入、第二输入和第三输入svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。svpwm模块的输出即为图1中dc/ac逆变电路的三个桥臂的调制波，即为ta、tb、tc；在控制板的dsp芯片程序里设置一个频率为100khz的高频三角波作为dc/ac载波，ta、tb、tc与载波相比较得到图1中逆变电路的开关管的驱动脉冲。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种逆变器，其特征在于，包括：
主回路：包括dc/dc电路和逆变电路，dc/dc电路的输入端连接至电源，输出端连接至逆变电路，逆变电路的输出端连接至负载；所述dc/dc电路包括并联连接的第一升压支路和第二升压支路；
传感单元：包括用于采集直流母线电压的第四电压传感器，用于采集第一升压支路斩波电流的第四电流传感器和用于采集第二升压支路斩波电流的第五电流传感器；
控制器，包括：
第一电压外环调节单元：被配置为根据直流母线电压期望值和直流母线电压实时值计算输出直流母线电流期望值；
第一电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号；
第二电流内环调节单元：被配置为根据直流母线电流期望值和第二升压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号。
2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于：所述控制器进一步包括：
第一滤波单元：用于将第一升压斩波电流进行低通滤波，所述第一电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第一升压支路斩波电流计算输出第一升压支路的控制信号；
第二滤波单元：用于将第二升压斩波电流进行低通滤波，所述第二电流内环调节单元被配置根据直流母线电流期望值和经低通滤波后的第二升压支路斩波电流计算输出第二升压支路的控制信号。
3.如权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述控制器进一步包括用于存储第一三角波信号和第二三角波信号存储单元，第一电流内环调节单元的输出信号和第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出信号和第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号。
4.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于：
第一升压支路包括串联连接的第一电感和第一mos管，所述第四电流传感器设置于第一支路；
第二升压支路包括串联连接的第二电感和第二mos管，所述第五电流传感器设置于第二支路；
第一电感的第一端和第二电感的第一端连接并进一步连接至电源，第一mos管和第二mos关的输出端连接，并进一步连接至逆变电路。
5.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于：
所述传感单元进一步包括用于采集逆变器输出端uv线电压的第一电压传感器，用于采集逆变器输出端vw线电压的第二电压传感器，用于采集逆变器输出端wu线电压的第三电压传感器，用于采集逆变器输出端u相电流的第一电流传感器，用于采集逆变器输出端v相电流的第二电流传感器以及用于采集逆变器输出端w相电流的第三电流传感器；
计算单元：用于计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ，并根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ，并根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
所述控制器进一步包括：
负载扰动预测单元：用于根据逆变器输出电压q轴分量uq生成电流d轴预测扰动idt，根据逆变器输出电压d轴分量ud生成电流q轴预测扰动iqt；进一步根据逆变器输出电流q轴分量iq及输出电压频率生成d轴扰动电压预测值udt，根据逆变器输出电流d轴分量id及输出电压频率生成q轴扰动电压预测值uqt；
第二电压外环调节单元：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref；
第二电流内环调节单元：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；
第三电压外环调节单元：以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，计算输出逆变器输出电流q轴分量给定值iq_ref；
第三电流内环调节单元：以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
逆变器驱动计算单元：逆变器调节信号d轴分量upwm_d与逆变器输出电压d轴分量ud求和，再与d轴扰动电压预测值udt做差，逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq求和，再与q轴扰动电压预测值uqt做差，两次计算所得值经坐标变换获得第一输入和第二输入，将dc/dc电路输出的直流母线电压udc作为第三输入，经svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。
6.如权利要求5所述的逆变器，其特征在于：所述控制器进一步包括：
逆变器输出频率计算单元：用于根据给定频率步进值、给定频率值以及当前输出频率，设定逆变器输出频率；
逆变器输出电压给定值计算单元，被配置为根据逆变器输出频率和负载额定相电压计算逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref，并将uq_ref设置为0。
7.一种逆变器控制方法，用于控制权利要求1至6中任意一项所述的逆变器，包括：
将直流母线电压期望值udc_ref和直流母线电压实时值udc做差，并将差值作为第一电压外环调节单元输入，计算生成直流母线电流期望值idc_ref；
将直流母线电压的期望值idc_ref和第一升压支路斩波电流idc1做差，并将差值作为第一电流内环调节单元的输入，计算生成第一升压斩波电路的控制信号；
将直流母线电压的期望值idc_ref和第二升压支路斩波电流idc2做差，并将差值作为第二电流内环调节单元的输入，计算生成第二升压斩波电路的控制信号。
8.如权利要求7所述的逆变器控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：
对第一升压支路斩波电流idc1进行低通滤波处理，将处理后的信号i′dc1与直流母线电压的期望值做差，作为第一电流内环调节单元的输入，计算生成第一升压斩波电路的控制信号；
对第一升压支路斩波电流idc2进行低通滤波处理，将处理后的信号i′dc2与直流母线电压的期望值做差，作为第二电流内环调节单元的输入，计算生成第二升压斩波电路的控制信号。
9.如权利要求7或8所述的逆变器控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：第一电流内环调节单元的输出与预设的第一三角波信号比较生成第一升压支路的控制信号；第二电流内环调节单元的输出与预设的第二三角波信号比较生成第二升压支路的控制信号；从第一个脉冲周期开始，第二升压支路的控制信号在时域上滞后第一升压支路的控制信号0.5个开关周期。
10.如权利要求7所述的逆变器控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
s1：计算逆变器输出端电压的α轴分量uα，β轴分量uβ，并根据uα、uβ计算逆变器输出电压的d轴分量ud，q轴分量uq；计算逆变器输出电流的α轴分量iα，β轴分量iβ，并根据iα、iβ计算逆变器输出电流的d轴分量id、q轴分量iq；
s2：预测负载扰动，包括电流d轴预测扰动idt、电流q轴预测扰动iqt、d轴扰动电压预测值udt及q轴扰动电压预测值uqt；
s3：以逆变器输出电压d轴分量给定值ud_ref和计算获得的逆变器输出电压d轴分量ud的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器输出电流d轴分量给定值id_ref，以逆变器输出电压q轴分量给定值uq_ref和计算获得的逆变器输出电压q轴分量uq的差作为输入，经pi调节计算输出逆变器电流q轴分量给定值iq_ref；
s4：以输出电流d轴分量给定值id_ref和输出电流的d轴分量id做差，并进一步与电流d轴预测扰动idt做差，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号d轴分量upwm_d；以输出电流q轴分量给定值iq_ref和输出电流的q轴分量iq做差，并进一步与电流q轴预测扰动iqt求和，所得值为输入，经pi调节计算输出逆变器调节信号q轴分量upwm_q；
s5：计算逆变器开关脉冲驱动信号：逆变器调节信号d轴分量upwm_d与逆变器输出电压d轴分量ud求和，再与d轴扰动电压预测值udt做差，所得值记为svd，svd逆变器调节信号q轴分量upwm_q、逆变器输出电压q轴分量uq求和，再与q轴扰动电压预测值uqt求和，所得值记为svq；
对svd和svq经坐标获得第一输入和第二输入，将dc/dc电路输出的直流母线电压udc作为第三输入，第一输入、第二输入和第三输入svpwm处理，生成逆变器开关脉冲驱动信号。
11.如权利要求10所述的逆变器控制方法，其特征在于，预测负载扰动的方法为：
其中，idt为d轴扰动电流预测值，iqt为q轴扰动电流预测值，c为逆变电路中的滤波电容的容值，ud为逆变器输出电压d轴分量，uq为逆变器输出电压q轴分量；
其中，udt为d轴扰动电压预测值，uqt为q轴扰动电压预测值，l为逆变电路中中的滤波电感的感值，iq为输出电流的q轴分量，id为输出电流的d轴分量。
12.如权利要求10所述的逆变器控制方法，其特征在于，进一步包括：若所述逆变器用于驱动风机负载，计算逆变器输出电压给定值，计算的方法为：
其中，δf为给定频率步进值；f(n)为当前采样周期的逆变器输出电压的频率，f(n-1)为上一个采样周期的逆变器输出电压的频率；
其中，ud_ref为逆变器输出电压d轴分量给定值，uq_ref为逆变器输出电压q轴分量给定值，un为负载的额定相电压，fn为负载的额定频率。
技术总结