【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率变换器控制，具体为一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法。
技术介绍
1、准z源逆变器是一种具有升降压功能的新型功率变换拓扑，其拓扑结构和工作原理都与传统逆变器有着本质的区别。准z源逆变器由一个电感和电容组成准z源网络和普通逆变器组成。在拓扑设计时，准z源网络可看作为逆变器的一部分，实现了直流升压与交直流变换一体化的设计结构。准z源逆变器通过桥臂直通实现直流升降压，提高了逆变器安全性和可靠性。准z源逆变器的优点使其在新能源发电和新能源电动汽车领域具有广阔的应用前景。
2、随着准z源逆变器研究的不断深入，人们更加关心它在实际应用中的性能，例如：升压能力、体积、成本、输出电能质量、稳定性、系统设计、控制难度和精度等。学者们提出了大量的新型拓扑、调制策略和控制方法，以满足准z源逆变器在实际应用中的性能要求，但仍存在准z源逆变器电感电流脉动大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对准z源逆变器电感电流脉动大的问题，提供了一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法，包括以下步骤：
2、根据准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，确定直通矢量和非直通矢量的作用时间和分布位置对准z源逆变器电感电流充放电规律的影响；
3、根据直通矢量和非直通矢量的作用时间和分布位置对准z源逆变器电感电流充放电规律的影响，基于zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略，调整直通矢量插入位置不对称和作用时间不
4、对准z源逆变器采用zsvmd1、zsvmd2、zsvmd6三种调制策略进行调制，利用可控的电感充电电流脉动平衡不可控的电感放电电流脉动，电感电流同时在开关周期和电感充放电周期满足伏秒平衡准则，确保准z源逆变器的电感每次的充放电电流脉动都是相等的，避免电感电流的急剧增加，降低准z源逆变器的电感电流脉动。
5、进一步的，所述准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，具体包括：
6、zsvm插入直通矢量时，直通矢量位于空间电压矢量切换的时刻且关于ts/2对称；直通矢量等分为2段、4段或者6段对称地插入到开关周期中，对应三种调制策略：zsvm1、zsvm2和zsvm6，改变同相桥臂开关管的切换时刻产生了直通矢量；
7、当直通矢量插入后，零矢量的作用时间减小了tsh；直通矢量和非直通矢量交替作用使得直流链电压呈现出类似pwm的波形：直通矢量期间直流链电压为零，非直通矢量期间恢复正常值；电感在直通矢量和非直通矢量交替作用下充放电，满足伏秒平衡准则。
8、进一步的，所述准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，还包括：
9、各个矢量的位置关于ts/2对称分布，电感电流波形关于ts/2对称；以第一扇区为例，zsvm6、zsvm2、zsvm1的电感电流脉动表示为：
10、
11、
12、
13、其中，
14、
15、式中，i21、i22、i23和i24是zsvm2的瞬时电感电流脉动，i61、i62、i63、i64、i65和i66是zsvm6的瞬时电感电流脉动，i11和i12是zsvm1的瞬时电感电流脉动；uc是电容电压、uin是电源电压，l1是z源网络的电感，dsh是直通矢量的占空比，ts是控制周期，t0、t1、t2、tsh分别是零矢量、有效矢量v1、有效矢量v2、直通矢量的作用时间，m是调制度，θ是矢量的相位角；
16、根据电感电流对称性，zsvm6、zsvm2、zsvm1在开关周期内的电感电流脉动δi6、δi2、δi1表示为：
17、
18、δi2＝2max(i21,i22,i23,i24)＝2i22,0≤θ≤π/3
19、δi1＝2max(i11,i12)＝2i11,0≤θ≤π/3
20、开关周期内的电感电流脉动随着θ变化而变化，开关周期内的电感电流脉动为扇区内的电感电流脉动的瞬时值；当θ分别取0、π/6、π/6时，δi6、δi2、δi1取得最大值δi6max、δi2max、δi1max，也是zsvm6、zsvm2、zsvm1在扇区内的最大电感电流脉动，表示为：
21、
22、对函数积分求平均，得到zsvm6、zsvm2、zsvm1的电感电流脉动在扇区内的平均值
23、
24、其中α＝arcsin[(1-dsh)/m]；
25、同理，分析出电感电流脉动在其余5扇区内的变化情况，与第一扇区的相同；
26、zsvm6的电感电流脉动最大值在扇区两侧，zsvm1和zsvm2的电感电流脉动最大值在扇区中心；就电感电流脉动最大值而言，zsvm1>zsvm6>zsvm2；就电感电流脉动平均值而言，zsvm1>zsvm2>zsvm6。
27、进一步的，所述根据准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，确定直通矢量和非直通矢量的作用时间和分布位置对准z源逆变器电感电流充放电规律的影响，具体包括：
28、为了使直通矢量能插入到有效矢量和零矢量之间，zsvm遵循直通矢量等分且对称地插入到开关周期的原则；通过增加直通矢量次数来减小zsvm的电感电流脉动；
29、增加直通矢量数量无法从本质上改变电感电流脉动；电感电流在一个开关周期的多次充放电满足伏秒平衡准则，单次的充放电并不满足伏秒平衡准则；如果相邻两个直通矢量的时间间隔太小，就会造成电感在短时间内过度充电，电感电流急剧增加，导致zsvm电感电流脉动大。
30、进一步的，所述基于zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略，调整直通矢量插入位置不对称和作用时间不等分，制定zsvmd1、zsvmd2、zsvmd6三种调制策略，具体包括：
31、有效矢量在开关周期的插入位置和作用时间是固定，电感放电的电流脉动不可控；在保证一个开关周期的直通时间不变的前提下，通过改变直通矢量的单次作用时间和插入位置，控制电感的充电电流脉动；
32、利用可控的电感充电电流脉动，平衡不可控的电感放电电流脉动，确保电感每次的充放电满足伏秒平衡准则；电感每次的充放电电流脉动相等，避免电感电流的急剧增加，降低电感电流脉动；
33、制定分配直通矢量作用时间和插入位置的方法zsvmd；zsvmd包括两种施加直通矢量的方式：一种为直通矢量等分，但改变直通矢量的插入位置，使相邻两个直通矢量之间的时间间隔相等；另一种为直通矢量的插入位置不变，但直通矢量的作用时间根据相邻的非直通矢量的作用时间做出相应地调整；
34、根据电感放电的时间，也即非直通矢量时间tnsh计算电感放电的电流脉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述准Z源逆变器在采用ZSVM1、ZSVM2、ZSVM6三种调制策略时的电感电流脉动特性，具体包括：
3.如权利要求2所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述准Z源逆变器在采用ZSVM1、ZSVM2、ZSVM6三种调制策略时的电感电流脉动特性，还包括：
4.如权利要求3所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述根据准Z源逆变器在采用ZSVM1、ZSVM2、ZSVM6三种调制策略时的电感电流脉动特性，确定直通矢量和非直通矢量的作用时间和分布位置对准Z源逆变器电感电流充放电规律的影响，具体包括：
5.如权利要求3所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述基于ZSVM1、ZSVM2、ZSVM6三种调制策略，调整直通矢量插入位置不对称和作用时间不等分，制定ZSVMD1、ZSVMD2、ZSVMD6三种调制策略，具体包括
6.如权利要求5所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述采用ZSVMD1、ZSVMD2、ZSVMD6三种调制策略对准Z源逆变器进行调制，具体包括：
7.如权利要求6所述的一种降低准Z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述采用ZSVMD1、ZSVMD2、ZSVMD6三种调制策略对准Z源逆变器进行调制，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，具体包括：
3.如权利要求2所述的一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，还包括：
4.如权利要求3所述的一种降低准z源逆变器电感电流脉动的调制方法，其特征在于，所述根据准z源逆变器在采用zsvm1、zsvm2、zsvm6三种调制策略时的电感电流脉动特性，确定直通矢量和非直通矢量的作用时间和分布位...
【专利技术属性】
技术研发人员：许宇豪，李文真，肖海峰，马昭，宁大龙，
申请(专利权)人：西安航空学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。