不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路技术

本申请涉及一种不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路，其中，所述不连续脉宽调制方法，一方面，相对于传统SVPWM调制方法降低了开关动作次数，减小了功耗，提高了逆变器工作效率，另一方面，相对于传统DPWM调制方法大大提升了稳定性，在调制比不断变化时仍然能够稳定工作，兼顾了功耗低和稳定性高两个优点，且本申请提供的不连续脉宽调制方法并不需要进行不同调制方式之间的切换。行不同调制方式之间的切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路


[0001]本申请涉及三相逆变器调制
，特别是涉及一种不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路。

技术介绍

[0002]不连续脉宽调制(DPWM)也叫母线钳位调制，是三相逆变器常用的调制方式之一。DPWM调制方式主要有DPWM0，DPWM1，DPWM2，DPWM3，DPWMMIN，DPWMMAX这6种方式。采用不连续脉宽调制方法可以使开关动作次数降低，有利于降低半导体器件的开关损耗。
[0003]DPWM0是应用最多的不连续调制方式之一。这种调制方式在调制比较高时，相比空间矢量调制(SVPWM)有开关损耗低的优势。但是当调制比变低时，采用DPWM调制方式的逆变器输出电流谐波会变差，运行稳定性也变差，逆变器甚至无法正常工作。对于直流输入和交流电压都比较稳定的逆变器而言，不连续调制是非常合适的。但是实际工作环境中，比如光伏逆变器，PV的输入电压范围可以从100V变到1000V，交流电压也可能从180V波动到260V。而调制比主要取决交流电压和直流母线电压的比值。因此调制比会有较大范围的变化。这就导致常规的不连续调制方法的应用受到了限制。
[0004]为了避免不连续调制导致的诸如谐波、稳定性等问题，有些逆变器只采用SVPWM调制。也有些逆变器采用多种调制方式切换的方式，例如调制比较高时采用DPWM0，调制比较低时改用SVPWM调制。这种调制方式切换的方法会带来稳定性的隐患，如果切换到SVPWM调制，相比不连续调制也会有损耗增加效率降低的不足。
[0005]因此，传统的DPWM0调制方式无法同时兼顾低损耗和高稳定性。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对传统三相逆变器调制方法无法同时兼顾低损耗和高稳定性的问题，提供一种不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路。
[0007]本申请提供一种不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路。
[0008]一方面，本申请提供了一种不连续脉宽调制方法，应用于三相逆变电路。
[0009]所述不连续脉宽调制方法包括：
[0010]生成三相电压原始信号波；
[0011]将三相电压原始信号波加入一个零序分量，得到加入零序分量的信号波；
[0012]将加入零序分量的信号波作为调制波与高频的三角载波作比较，生成每一个IGBT器件的开关管驱动信号；
[0013]依据每一个IGBT器件的开关管驱动信号控制每一个IGBT器件工作。
[0014]另一方面，本申请提供了一种三相逆变器调制电路。
[0015]所述三相逆变器调制电路包括：
[0016]三相逆变器电路；
[0017]采样电路，与所述三相逆变器电路电连接；
[0018]调制器，所述调制器与所述三相逆变器电路电连接，所述调制器还与所述采样电路电连接，所述调制器用于执行如前述内容提及的不连续脉宽调制方法。
[0019]本申请涉及一种不连续脉宽调制方法及三相逆变器调制电路，其中，所述不连续脉宽调制方法，一方面，相对于传统SVPWM调制方法降低了开关动作次数，减小了功耗，提高了逆变器工作效率，另一方面，相对于传统DPWM0调制方法大大提升了稳定性，在调制比不断变化时仍然能够稳定工作，兼顾了功耗低和稳定性高两个优点，且本申请提供的不连续脉宽调制方法并不需要进行不同调制方式之间的切换。
附图说明
[0020]图1为本申请一实施例提供的不连续脉宽调制方法的方法流程图。
[0021]图2为本申请一实施例提供的三相逆变器调制电路的电路图。
[0022]图3为本申请另一实施例提供的三相逆变器调制电路的电路图。
[0023]图4为本申请一实施例提供的不连续脉宽调制方法中，调制比为1时，A相的调制波与高频的三角载波的波形比较示意图。
[0024]图5为调制比为1时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法中第一IGBT器件的开关管驱动信号，第二IGBT器件的开关管驱动信号，第三IGBT器件的开关管驱动信号和第四IGBT器件的开关管驱动信号的波形示意图。
[0025]图6为调制比为1时，传统SVPWM调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0026]图7为调制比为1时，传统SVPWM调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0027]图8为调制比为1时，传统DPWM0调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0028]图9为调制比为1时，传统DPWM0调制方法的A相的调制波和零序分量复合波形图；
[0029]图10为调制比为1时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0030]图11为调制比为1时，传本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0031]图12为调制比为0.75时，传统SVPWM调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0032]图13为调制比为0.75时，传统SVPWM调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0033]图14为调制比为0.75时，传统DPWM0调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0034]图15为调制比为0.75时，传统DPWM0调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0035]图16为调制比为0.75时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0036]图17为调制比为0.75时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的调制波
和零序分量的复合波形图；
[0037]图18为调制比为0.5时，传统SVPWM调制方法的A相的原始信号基波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0038]图19为调制比为0.5时，传统SVPWM调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0039]图20为调制比为0.5时，传统DPWM0调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0040]图21为调制比为0.5时，传统DPWM0调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图；
[0041]图22为调制比为0.5时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的原始信号波和第一IGBT器件的开关管驱动信号的复合波形图；
[0042]图23为调制比为0.5时，本申请提供的一种不连续脉宽调制方法的A相的调制波和零序分量的复合波形图。
[0043]附图标记：
[0044]10
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三相逆变器电路；110
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直流母线；111
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正母线电容；112
‑
负母线电容；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不连续脉宽调制方法，其特征在于，应用于三相逆变电路，所述方法包括：生成三相电压原始信号波；将三相电压原始信号波加入一个零序分量，得到加入零序分量的信号波；将加入零序分量的信号波作为调制波与高频的三角载波作比较，生成每一个IGBT器件的开关管驱动信号；依据每一个IGBT器件的开关管驱动信号控制每一个IGBT器件工作。2.根据权利要求1所述的不连续脉宽调制方法，所述生成三相电压原始信号波，包括：生成三相电压原始信号波，所述三相电压原始信号波中每一相的电压值如公式1所示；其中，m为调制比，θ为矢量角，Ua为A相电压值，Ub为B相电压值，Uc为C相电压值，Uah为A相的谐波分量，Ubh为B相的谐波分量，Uch为C相的谐波分量；获取三相电压最大值和三相电压最小值，三相电压最大值和三相电压最小值的定义方式如公式2所示；其中，Umax为三相电压最大值，Umin为三相电压最小值，Ua为A相电压值，Ub为B相电压值，Uc为C相电压值。3.根据权利要求2所述的不连续脉宽调制方法，所述将三相电压原始信号波加入一个零序分量，得到加入零序分量的信号波，包括：定义零序分量，所述零序分量的表达式如公式3所示；U
z
＝
‑
kU
max
‑
(1
‑
k)U
min
+(2k
‑
1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式3；其中，Uz为零序分量，Umax为三相电压最大值，Umin为三相电压最小值，k为零序分量计算系数。4.根据权利要求3所述的不连续脉宽调制方法，所述将三相电压原始信号波加入一个零序分量，得到加入零序分量的信号波，还包括：向三相电压原始信号波中每一相的电压值均加入所述零序分量，得到加入零序分量的信号波；加入零序分量的信号波的每一相的电压值如公式4所示；
其中，Uas为加入零序分量后的A相电压值，Ubs为加入零序分量后的B相电压值，Ucs为加入零序分量后的C相电压值。5.根据权利要求4所述的不连续脉宽调制方法，其特征在于，所述将加入零序分量的信号波作为调制波与高频的三角载波作比较，生成每一个IGBT器件的开关管驱动信号，包括：当矢量角位于第一角度范围时，控制零序分量计算系数取0；所述第一角度范围为大于等于0加β且小于等于三分之一π减β的角度范围；当矢量角位于第二角度范围时，控制零序分量计算系数取0；所述第二角度范围为大于等于三分之二π加β且小于等于π减β的角度范围；当矢量角位于第三角度范围时，控制零序分量计算系数取0；所述第三角度范围为大于等于三分之四π加β且小于等于三分之五π减β的角度范围；当矢量角位于第四角度范围时，控制零序分量计算系数取1；所述第四角度范围为大于等于三分之一π加β且小于等于三分之二π减β的角度范围；当矢量角位于第五角度范围时，控制零序分量计算系数取1；所述第五角度范围为大于等于π加β且小于等于三分之四π减β的角度范围；当矢量角位于第六角度范围时，控制零序分量计算系数取1；所述第六角度范围为大于等于三分之五π加β且小于等于0减β的角度范围；β为预设角度值。6.根据权利要求5所述的不连续脉宽调制方法，其特征在于，所述将加入零序分量的信号波作为调制波与高频的三角载波作比较，生成每一个IGBT器件的开关管驱动信号，还包括：当矢量角位于360度中除所述第一角度范围、第二角度范围、第三角度范围、第四角度范围、第五角度范围和第六角度范围之外的其他角度范围时，控制零序分量满足公式5；Uz＝Umax+Umin
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式5；其中，Uz为零序分量，Umax为三相电压最大值，Umin为三相电压最小值。7.根据权利要求6所述的不连续脉宽调制方法，其特征在于，β为预设固定值。8.根据权利要求6所述的不连续脉宽调制方法，其特征在于，β为变量，且当调制比越大...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琪康，刘超厚，施鑫淼，张祥平，王建星，魏斯旺，孙宇，
申请(专利权)人：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：