一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法技术

本发明专利技术公开了一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法，通过指针的方式给定输出三相电压相位，给定输出电压与实际输出电压经过坐标变换得到的偏差经过电压控制器得到i

【技术实现步骤摘要】
一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法


[0001]本专利技术涉及一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法，特别是一种三相逆变器分区间调制模式下减小输出电压畸变的调制方法，属电力电子
中DC/AC电能变换装置的控制技术。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的广泛应用，降低功率半导体器件在电能变换中的功率损耗，提高开关电源变换器的整体的效率越来越受到人们的关注。尤其是在功率半导体器件应用数量较多的电能变换器中，高功率因数、谐波含量低的逆变装置及其节能控制策略是目前研究的热点问题。三相逆变器作为一种常见的DC/AC转换设备，传统的控制方式会导致逆变器的功率半导体器件的损耗较大，因此有必要研制一种节能逆变控制技术。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题是提供一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法，通过分区调制算法最大限度的降低功率半导体器件开关损耗，减小输出电压畸变。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：给定输出三相电压相位θ
a,b,c
；
[0006]步骤2：根据相位信息将三相输出电压的任意一相的一个工频周期平均划分为6个扇区；
[0007]步骤3：将abc坐标系下的三相电压v
a
、v
b
和v
c
变换为同步旋转dq坐标系下的两相电压v
d
、v
q
>，电流；将abc坐标系下的三相电感电流i
La
、i
Lb
和i
Lc
变换为同步旋转dq坐标系下的两相电流i
Ld
、i
Lq
；
[0008]步骤4：将输出电压基准信号与v
d
比较得到误差，所述误差经PI控制器后输出作为电流内环基准信号i
ref
；
[0009]步骤5：电流内环基准信号i
ref
与i
Ld
比较得到误差，所述误差通过电流内环PI控制器，电流内环PI控制器的输出作为dq反变换的d轴分量给定，同时令dq反变换的q轴分量i
qr
为零，然后进行dq反变换；
[0010]步骤6：将dq反变换得到的abc通道的分量在步骤2得到的不同扇区内进行单周期控制，输出三相调制信号；
[0011]步骤7：将调制信号与三相载波信号进行比较，得到开关管的开关脉冲信号。
[0012]本专利技术还包括：
[0013]步骤6中将dq反变换得到的abc通道的分量在步骤2得到的不同扇区内进行单周期控制具体为：在任一扇区内，同一时刻只有两个开关管进行高频斩波，其余开关管保持导通或者保持关断，使得三相逆变器工作Buck电路模式下。
[0014]本专利技术的有益效果：提供一种通过软件控制算法来降低功率半导体器件的开关损耗，同时减小逆变器的最终输出电压畸变问题。本方法可以将三相输出电压的任意一相相位作为参考，平均划分为6个区间，每个区间的角度为60
°
，实现分区调制。在每个区间内，每一时刻只有两个开关管高频斩波，其余开关管保持导通或者保持关断。通过减少每一时刻同时进行高频斩波的开关管数量来降低开关损耗。同时将电流内环控制器输出得到的i
dr
用作dq逆变换的d轴分量，强制令i
qr
＝0作为坐标逆变换的q轴分量，使得调制波与输出电压波形同相位，减小在区间转换处的电压畸变。
附图说明
[0015]图1(a)是三相逆变器拓扑结构示意图；
[0016]图1(b)是分区间调制与减小电压畸变控制图；
[0017]图1(c)是区间划分示意图。
[0018]图2(a)是区间1Buck等效电路图；
[0019]图2(b)是区间2Buck等效电路图；
[0020]图2(c)是区间3Buck等效电路图；
[0021]图2(d)是区间4Buck等效电路图；
[0022]图2(e)是区间5Buck等效电路图；
[0023]图2(f)是区间6Buck等效电路图；
[0024]图3是分区间调制驱动信号；
[0025]图4是传统逆变器控制算法驱动信号；
[0026]图5是未令q轴分量为零前输出电压电流波形；
[0027]图6是令q轴分量为零后输出电压电流波形；
[0028]图7是本专利技术方法流程图。
[0029]对附图中的主要符号及含义说明如下。
[0030]θ
a,b,c
为程序内部通过指针的方式给定输出电压相位，v
a
、v
b
和v
c
为逆变器输出相电压，i
La
、i
Lb
和i
Lc
为三相电感电流，L
a
、L
b
和L
c
为输出滤波电感，S1、S2、S3、S4、S5和S6为开关管，v
dc
为直流电源，C
d
为输入滤波电容，C1、C2和C3为输出滤波电容，R
a
、R
b
和R
c
为负载电阻，v
ref
为输出电压基准信号，i
ref
为输出电压控制器的输出信号，v
d
、v
q
为输出电压在dq坐标系下的信号，i
Ld
、i
Lq
为输出电感电流在dq坐标系下的信号，i
dr
为经PI控制器的输出信号，i
qr
为在dq坐标系下q轴分量的电流基准信号，i
ar
、i
br
和i
cr
为i
qr
经dq反变换在abc坐标系下的输出信号。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术实施方式做进一步说明。
[0032]本专利技术方法是在传统单周期控制的基础上改进而成的，传统三相单周期双极性控制电压利用率低，开关损耗大。本专利采用的数字单周期分区间调制的控制方法能够最大限度降低开关损耗，提升系统效率，同时可以使逆变器减小输出电压畸变。主电路拓扑采用三相逆变器如图1(a)，改进后的控制算法如图1(b)，在程序内部通过指针的方式给定输出三相电压相位θ
a,b,c
，给定输出电压v
ref
与实际输出电压经过坐标变换得到的v
d
的偏差经过电压控制器得到i
ref
，i
ref
与实际输出电流经过坐标变换得到的i
Ld
的偏差经过电流控制器得
到i
dr
，将i
dr
用作坐标逆变换的d轴分量。强制令i
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相逆变器分区间调制模式下调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：给定输出三相电压相位θ
a,b,c
；步骤2：根据相位信息将三相输出电压的任意一相的一个工频周期平均划分为6个扇区；步骤3：将abc坐标系下的三相电压v
a
、v
b
和v
c
变换为同步旋转dq坐标系下的两相电压v
d
、v
q
，电流；将abc坐标系下的三相电感电流i
La
、i
Lb
和i
Lc
变换为同步旋转dq坐标系下的两相电流i
Ld
、i
Lq
；步骤4：将输出电压基准信号与v
d
比较得到误差，所述误差经PI控制器后输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：游江，王芳瑞，张春雷，周玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：