一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑电感饱和特性的变开关频率调制方法，该调制方法基于考虑电感饱和的电流纹波预测模型，通过实时更新逆变器开关频率来控制电流纹波分布。采用本发明专利技术的变开关频率调制方法，在滤波电感饱和的情况下，仍能有效的预测各个开关周期内电流纹波，并以电流纹波为控制对象对逆变器进行开关频率的抖动，相对于固定开关频率的传统PWM方法，平均开关频率降低，直接降低逆变器系统开关损耗；其次，开关频率的抖动，能有效的降低系统传导EMI。

A variable switching frequency modulation method of inverter considering the saturation characteristic of inductor

【技术实现步骤摘要】
一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法
本专利技术属于电力电子领域，更具体地，涉及一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法。技术背景在使用脉宽调制技术的逆变器系统中，由于PWM电压的激励，往往需要设计滤波器去抑制高频谐波。然而，设计的电感值往往不是一个理想的定值，会依据电感的饱和特性，随电流实时变化。当实际电感值大范围变化时，电流纹波的预测计算也会受其影响。现有电流纹波的预测计算，往往是假设滤波电感的电感值在任意工况时固定不变，并没有考虑电感值变化对电流纹波预测计算的影响。在实际电感饱和的情况下，需要提出新的计算模型，对电流纹波进行精确计算。以此为基础，设计基于电流纹波预测模型的变开关频率PWM。
技术实现思路
针对于现有技术的改进需求，本专利技术提供了一种考虑电感饱和特性的变开关频率调制方法，在于解决现有电流纹波的预测计算，并没有考虑电感值变化对电流纹波预测计算的影响不能对电流纹波进行精确预测和控制的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法，包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤(1)，根据实际电感与负载电流的关系，确定等效电感，各相的等效电感在各相实际电感的基础上还包括各相实际电感对负载电流的导数与负载电流的乘积；/n步骤(2)，对开关周期进行时间分段，基于所述等效电感预测每个分段时间内的电流纹波的斜率，并基于所述开关周期的时间分段情况和预测的电流纹波的斜率，预测电流纹波峰值；/n步骤(3)，基于预测的电流纹波峰值和电流纹波限定值更新逆变器的开关频率，使得下个周期的电流纹波峰值等于电流纹波限定值。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑电感饱和特性的逆变器变开关频率调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)，根据实际电感与负载电流的关系，确定等效电感，各相的等效电感在各相实际电感的基础上还包括各相实际电感对负载电流的导数与负载电流的乘积；
步骤(2)，对开关周期进行时间分段，基于所述等效电感预测每个分段时间内的电流纹波的斜率，并基于所述开关周期的时间分段情况和预测的电流纹波的斜率，预测电流纹波峰值；
步骤(3)，基于预测的电流纹波峰值和电流纹波限定值更新逆变器的开关频率，使得下个周期的电流纹波峰值等于电流纹波限定值。


2.根据权利要求1所述的逆变器变开关频率调制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，第k相等效电感为：



其中，Lk为第k相电感实际值，由通入电感的负载电流决定；为实际电感对负载电流的导数与负载电流的乘积，由通入电感的负载电流决定。


3.根据权利要求1或2所述的逆变器变开关频率调制方法，其特征在于，设单个开关周期内，等效电感视为定值。


4.根据权利要求2所述的逆变器变开关频率调制方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括如下步骤：
步骤(2-1)，确定各相等效电感三相占空比da,db,dc以及三相负载电压ea,eb,ec，在单个开关周期内，将开关周期分为多段时间；
步骤(2-2)，基于电流纹波预测模型和三相负载电压ea,eb,ec，确定各相每段时间作用在电感上的电压，获得各相在每段时间的电流纹波斜率；所述电流纹波预测模型为考虑电感饱和特性的电流纹波单相预测模型；
第k相在每段时间的电流纹波斜率为

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋栋，李桥，陈嘉楠，张野驰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42