一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其方法步骤：负载信息获取；补偿谐波计算；谐波注入补偿。其中步骤S1在设备正式启动前，通过逆变器向负载侧输出一定大小的电流，同时通过相应采样线路获取电流信息，并在数字处理器中对所采集到的数据进行处理，经过旋转坐标系的坐标变换后，通过低通滤波器与陷波器滤波器等获取负载侧功率信息。本发明专利技术通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐波的幅值与相位后，在调制波中通过反向注入的方式以消除所需补偿阶次的谐波，死区补偿技术中所选择的补偿阶次不需要过高，高频谐波在系统中可被滤波电感等滤波设备过滤，可以选择受死区影响较大的低频谐波进行补偿。选择受死区影响较大的低频谐波进行补偿。选择受死区影响较大的低频谐波进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法


[0001]本专利技术涉及功率变换器
，尤其是一种操作简便稳定性高的SPWM 逆变器死区谐波补偿方法。

技术介绍

[0002]SPWM调制逆变器被广泛应用于新能源发电、电机驱动等多种领域，是设备中的核心部分。逆变器所输出电能的质量直接关系到设备整体的运行性能，如并网逆变器所输出电流的谐波含量是关键指标，电机驱动中逆变器谐波含量过高也会降低电机运行效率。而在逆变器运行中，死区效应对于逆变输出电压谐波有着重要影响，为降低逆变器输出中谐波含量，确保逆变器设备高效稳定运行，对其死区谐波进行补偿是有必要意义的。
[0003]然而现有的补偿方式多采用多阶谐波控制器等方式需要较高的采样与控制速度，并需要进行复杂的参数设计且若设计不合适容易导致系统运行不稳定。
[0004]因此，针对上述问题提出一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，以解决现有的增程器模型结构复杂，拟合效果欠佳的问题。
[0006]一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其方法步骤：
[0007]S1、负载信息获取；
[0008]S2、补偿谐波计算；
[0009]S3、谐波注入补偿。
[0010]其中步骤S1在设备正式启动前，通过逆变器向负载侧输出一定大小的电流，同时通过相应采样线路获取电流信息，并在数字处理器中对所采集到的数据进行处理，经过旋转坐标系的坐标变换后，通过低通滤波器与陷波器滤波器等获取负载侧功率信息。
[0011]其中步骤S2的计算方法为：
[0012](1)通过对SPWM调制并包含死区时间的逆变器输出进行精确建模，并依靠所获得的负载谐波信息与设备运行信息，通过建模所得的公式计算出需要补偿的各阶次谐波信息；
[0013](2)运用建模后的计算公式，将第一步所计算出的谐波信息作为已知量，通过方程组联立求解所需的补偿波的幅值与相位。
[0014]通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐波的幅值与相位后，在调制波中通过反向注入的方式以消除所需补偿阶次的谐波；死区补偿技术中所选择的补偿阶次不需要过高，高频谐波在系统中可被滤波电感等滤波设备过滤。
[0015]其中逆变器的建模公式为：
[0016][0017]其中n为换流器中状态变量，m为输入电源的个数，x表示状态变量，y 表示输出变量，E表示电场能；J为单元矩阵；N为周期采样个数，M为采样数量。
[0018]其谐波求解公式为：
[0019][0020][0021][0022][0023][0024]其中P为电路节点，E表示电场能；J为单元矩阵，N为换流器中状态变量，A01为谐波A点高度，B01为谐波B点高度。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐波的幅值与相位后，在调制波中通过反向注入的方式以消除所需补偿阶次的谐波，死区补偿技术中所选择的补偿阶次不需要过高，高频谐波在系统中可被滤波电感等滤波设备过滤，可以选择受死区影响较大的低频谐波进行补偿。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的死区补偿算法框图；
[0027]图2为本专利技术的负载功率计算示意图。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]如图1并结合图2所示，一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其方法步骤：
[0030]S1、负载信息获取；
[0031]S2、补偿谐波计算；
[0032]S3、谐波注入补偿。
[0033]其中步骤S1在设备正式启动前，通过逆变器向负载侧输出一定大小的电流，同时
通过相应采样线路获取电流信息，并在数字处理器中对所采集到的数据进行处理，经过旋转坐标系的坐标变换后，通过低通滤波器与陷波器滤波器等获取负载侧功率信息。
[0034]其中步骤S2的计算方法为：
[0035](1)通过对SPWM调制并包含死区时间的逆变器输出进行精确建模，并依靠所获得的负载谐波信息与设备运行信息，通过建模所得的公式计算出需要补偿的各阶次谐波信息；
[0036](2)运用建模后的计算公式，将第一步所计算出的谐波信息作为已知量，通过方程组联立求解所需的补偿波的幅值与相位。
[0037]通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐波的幅值与相位后，在调制波中通过反向注入的方式以消除所需补偿阶次的谐波；死区补偿技术中所选择的补偿阶次不需要过高，高频谐波在系统中可被滤波电感等滤波设备过滤。
[0038]其中逆变器的建模公式为：
[0039][0040]其中n为换流器中状态变量，m为输入电源的个数，x表示状态变量，y 表示输出变量，E表示电场能；J为单元矩阵；N为周期采样个数，M为采样数量。
[0041]其谐波求解公式为：
[0042][0043][0044][0045][0046][0047]其中P为电路节点，E表示电场能；J为单元矩阵，N为换流器中状态变量，A01为谐波A点高度，B01为谐波B点高度。
[0048]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐波的幅值与相位后，在调制波中通过反向注入的方式以消除所需补偿阶次的谐波，死区补偿技术中所选择的补偿阶次不需要过高，高频谐波在系统中可被滤波电感等滤波设备过滤，可以选择受死区影响较大的低频谐波进行补偿。
[0049]负载信息获取是死区谐波补偿的第一步，目的是获取设备在该负载下的功率信息；在设备正式启动前，通过逆变器向负载侧输出一定大小的电流，同时通过相应采样线路获取电流信息，并在数字处理器中对所采集到的数据进行处理，经过旋转坐标系的坐标变
换后，通过低通滤波器与陷波器滤波器等获取负载侧功率信息，为死区补偿做准备。
[0050]补偿谐波计算是死区补偿技术的关键操作，主要有两个步骤：
[0051]第一，通过对SPWM调制并包含死区时间的逆变器输出进行精确建模，并依靠所获得的负载谐波信息与设备运行信息，通过建模所得的公式计算出需要补偿的各阶次谐波信息。第二，运用建模后的计算公式，将第一步所计算出的谐波信息作为已知量，通过方程组联立求解所需的补偿波的幅值与相位。求解方程组是通过前期建立的精确数学模型建立的。
[0052]逆变器输出建模通常包含贝塞尔函数等非线性项，故所建立的求解方程组初期也为非线性方程组不容易求解；因此通过深入分析，将原非线性方程通过泰勒展开、线性拟合等操作转化为二元一次方
‑
++程组即线性方程组进行求解，其求解精度在误差允许范围内，并能在数字处理器中进行快速求解。
[0053]通过补偿谐波计算得到所需补偿阶次谐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其特征在于：S1、负载信息获取；S2、补偿谐波计算；S3、谐波注入补偿。2.如权利要求1所述的一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其特征在于：其中步骤S1在设备正式启动前，通过逆变器向负载侧输出一定大小的电流，同时通过相应采样线路获取电流信息，并在数字处理器中对所采集到的数据进行处理，经过旋转坐标系的坐标变换后，通过低通滤波器与陷波器滤波器等获取负载侧功率信息。3.如权利要求1所述的一种操作简便稳定性高的SPWM逆变器死区谐波补偿方法，其特征在于：其中步骤S2的计算方法为：(1)通过对SPWM调制并包含死区时间的逆变器输出进行精确建模，并依靠所获得的负载谐波信息与设备运行信息，通过建模所得的公式计算出需要补偿的各阶次谐波信息；(2)运用建模后的计算公式，将第一步所计算出的谐波信息作为已知量，通过方程组联立求解所需的补偿波的幅值与相位。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智雄，
申请(专利权)人：武汉高仕达电气有限公司，
类型：发明
国别省市：