一种数字变载波调制方法及系统技术方案

一种数字变载波调制方法，用于对数字控制系统进行谐波优化控制，其特征在于，预设一固定频率的基波与多个不同频率的载波；基波数值划分过程包括：步骤S1，得到每个载波所对应的基波数值的划分数量；步骤S2，根据所有载波所对应的基波数值的划分数量，确定基波的总划分数量；步骤S3，根据总划分数量对基波进行计算以形成包含多个基波数值的基波数组，基波数值选取过程包括：步骤A1，确认待计算载波；步骤A2，根据待计算载波，得到对应的序号增量；步骤A3，根据序号增量，提取基波数值。有益效果：使得变频器、变流器等电力变换装置可以实现数字变载波PWM调制，通过变载波调制，可使得全功率段输出谐波的优化，并兼顾高功率段的损耗。并兼顾高功率段的损耗。并兼顾高功率段的损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种数字变载波调制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种载波调制方法，尤其涉及用于PWM调制优化的数字变载波调制方法及系统。

技术介绍

[0002]在电力系统、电机控制、并网系统的控制中，需要用到PWM调制技术。在数字控制系统中，通常需要设定一载波。考虑到滤波器设计的可靠性。载波频率需要比基波高数十倍左右。为了简化计算，实际处理时，需要预先将基波相关数值预先计算好存放在非易失性存储器中，或在程序内部预先设定好数组。由于控制算法通常在和载波相关的周期运行(如每个载波周期的定点，或过零点等)，基波相关数值的计算也是和载波周期相关的。

技术实现思路

[0003]在实际的控制中，滤波器通常设置在某一特定工作点滤波效果最优，这使得相关装置的输出谐波在不同工况下变化可能极大，如在额定功率时很低，在低功率时，谐波可能很大。单纯地加大载波频率可能使得总体输出谐波更优，但同时会引起高功率时，IGBT等器件损耗加大，热管理困难等问题。
[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术提出一种数字变载波调制方法，可以切换不同的载波频率，使得全功率段输出谐波得到优化，并兼顾高功率段的损耗。
[0005]本专利技术所解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
[0006]一种数字变载波调制方法，用于对数字控制系统进行谐波优化控制，其特征在于，预设一固定频率的基波与多个不同频率的载波；
[0007]所述数字变载波调制方法包括一基波数值划分过程与一基波数值选取过程；
[0008]所述基波数值划分过程包括：
[0009]步骤S1，分别根据每个所述载波和所述基波的频率的比值，以及预设的单个载波周期内对所述载波的控制次数，处理得到每个所述载波所对应的基波数值的划分数量；
[0010]步骤S2，根据所有所述载波所对应的所述基波数值的划分数量，确定所述基波的总划分数量；
[0011]步骤S3，根据所述总划分数量对所述基波进行计算以形成包含多个所述基波数值的基波数组，并保存于所述数字控制系统中；
[0012]于所述基波数组中，所有所述基波数值按序排列，且分别对应于一唯一的序号；
[0013]所述基波数值选取过程包括：
[0014]步骤A1，确认所述数字控制系统当前工作的所述载波并作为待计算载波；
[0015]步骤A2，根据所述待计算载波的频率与所述基波的频率，处理得到所述待计算载波所对应的序号增量；
[0016]步骤A3，根据所述序号增量，于所述基波数组中提取对应数量的所述基波数值，以提供给所述数字控制系统正常工作使用。
[0017]优选的，其中，
[0018]所述步骤S1中，根据下述公式处理得到对应于每个所述载波的所述划分数量：
[0019]n
x
＝m/a
x
*p；
[0020]其中，
[0021]n
x
用于表示预设的第x个所述载波所对应的所述划分数量；
[0022]m用于表示预设的所述基波的频率；
[0023]a
x
用于表示预设的第x个所述载波的频率；
[0024]p用于表示预设的所述执行次数。
[0025]优选的，其中，S2中，所述总划分数量为所有所述划分数量的最小公倍数。
[0026]优选的，其中，所述步骤S3中，根据所述总划分数量，于所述基波的一个基波周期内选取对应数量的点，并分别计算被选取的各个点的数值以作为所述基波数值，将计算到的所有所述基波数值包括在所述基波数组中。
[0027]优选的，其中，在每个所述控制周期中，将所述基波的一个周期划分为若干个点，并将每个点对应数据计算后作为数组写在程序中。
[0028]优选的，其中，所述步骤A2中，根据下述公式处理得到所述序号增量：
[0029]Δi＝A/a
x
；
[0030]其中，
[0031]Δi用于表示所述序号增量；
[0032]A用于表示所述总划分数量；
[0033]a
x
用于表示预设的第x个所述载波的频率。
[0034]优选的，其中，所述步骤A3具体包括：
[0035]步骤A31，于所述基波数组中提取第一个所述基波数值，并将被提取的所述基波数值的序号记录为提取序号；
[0036]步骤A32，于所述提取序号增加所述序号增量，以对所述提取序号进行更新；
[0037]步骤A33，判断所述提取序号是否大于所述总划分数量：
[0038]若是，则转向步骤A34；
[0039]若否，则转向步骤A35；
[0040]步骤A34，于所述提取序号中减去所述总划分数量，以对所述提取序号进行更新，随后采用所述提取序号于所述基波数组中提取对应的所述基波数值，并返回所述步骤A32；
[0041]步骤A35，于所述提取序号增加所述序号增量，以对所述提取序号进行更新，随后采用所述提取序号于所述基波数组中提取对应的所述基波数值，并返回所述步骤A32。
[0042]优选的，其中，在执行所述步骤A34之前，还包括：
[0043]判断是否获取外部输入的载波切换指令：
[0044]若是，则返回所述步骤A1；
[0045]若否，则继续执行所述步骤A34。
[0046]本专利技术的技术方案还提供一种数字变载波系统，应用于上述的任意一种数字变载波调制方法，预设一固定频率的基波与多个不同频率的载波；
[0047]并包含如下模块：
[0048]计算模块：用于分别根据每个所述载波和所述基波的频率的比值，以及预设的单
个载波周期内对所述载波的控制次数，处理得到每个所述载波所对应的基波数值的划分数量，根据所有所述载波所对应的所述基波数值的划分数量，确定所述基波的总划分数量并根据所述总划分数量对所述基波进行计算以形成包含多个所述基波数值的基波数组；
[0049]存储模块：连接所述计算模块，用于存储所述基波数组；
[0050]增量处理模块：连接所述存储模块根据所述待计算载波的频率与所述基波的频率，处理得到所述待计算载波所对应的序号增量；
[0051]基波提取模块：连接所述增量处理模块，用于根据所述序号增量，于所述基波数组中提取对应数量的所述基波数值，以提供给所述数字控制系统正常工作使用。
[0052]有益效果：使得变频器、变流器等电力变换装置可以实现数字变载波 PWM调制，通过变载波调制，可使得全功率段输出谐波的优化，并兼顾高功率段的损耗。
附图说明
[0053]图1为本专利技术的数值划分流程示意图；
[0054]图2为本专利技术的基波数值选取流程示意图；
[0055]图3为本专利技术的对应数值提取流程示意图；图4为本专利技术的数字变载波系统的结构框图。
具体实施方式
[0056]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字变载波调制方法，用于对数字控制系统进行谐波优化控制，其特征在于，预设一固定频率的基波与多个不同频率的载波；所述数字变载波调制方法包括一基波数值划分过程与一基波数值选取过程；所述基波数值划分过程包括：步骤S1，分别根据每个所述载波和所述基波的频率的比值，以及预设的单个载波周期内对所述载波的控制次数，处理得到每个所述载波所对应的基波数值的划分数量；步骤S2，根据所有所述载波所对应的所述基波数值的划分数量，确定所述基波的总划分数量；步骤S3，根据所述总划分数量对所述基波进行计算以形成包含多个所述基波数值的基波数组，并保存于所述数字控制系统中；于所述基波数组中，所有所述基波数值按序排列，且分别对应于一唯一的序号；所述基波数值选取过程包括：步骤A1，确认所述数字控制系统当前工作的所述载波并作为待计算载波；步骤A2，根据所述待计算载波的频率与所述基波的频率，处理得到所述待计算载波所对应的序号增量；步骤A3，根据所述序号增量，于所述基波数组中提取对应数量的所述基波数值，以提供给所述数字控制系统正常工作使用。2.如权利要求1所述的数字变载波调制方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据下述公式处理得到对应于每个所述载波的所述划分数量：n
x
＝m/a
x
*p；其中，n
x
用于表示预设的第x个所述载波所对应的所述划分数量；m用于表示预设的所述基波的频率；a
x
用于表示预设的第x个所述载波的频率；p用于表示预设的所述执行次数。3.如权利要求1所述的数字变载波调制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述总划分数量为所有所述划分数量的最小公倍数。4.如权利要求1所述的数字变载波调制方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据所述总划分数量，于所述基波的一个基波周期内选取对应数量的点，并分别计算被选取的各个点的数值以作为所述基波数值，将计算到的所有所述基波数值包括在所述基波数组中。5.如权利要求3所述的数字变载波调制方法，其特征在于，所述步骤A2中，根据下述公式处理得到所述序号增量：Δi＝A/a
x
；其中，Δi用于表示所述序号增量；A用于表示所述总划...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚文，齐亮，陈江洪，王旭，陈光，仲华，
申请(专利权)人：上海电气富士电机电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：