【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变控制，具体涉及多电平逆变器的脉冲发生方法及系统。
技术介绍
1、当前级联多电平逆变器多通过pi控制等线性控制器通过双闭环控制计算出电压控制量后，再将控制量送入pwm调制模块，通过载波层叠等方式生成脉冲。智能化技术在变频器运行和维护上的应用显著提高了电机调速系统的运行效率和可靠性。通过智能运维系统实时监控，可及时发现变频设备运行过程中的潜在风险，并及时提供智能化决策和指令。为了进一步提高系统运行的可靠性和稳定性，变频器需要更快速的响应智能运维系统所下发的指令，根据指令优化输出，而控制器计算过程中的惯性环节，以及pwm调制模块引入的控制延迟会对系统快速性造成影响。
2、现有pwm调制方式技术成熟，实现方法简单，但是会有以下问题：(1)pwm调制模块会引入延迟，降低系统的快速性，在上位运维系统下发新指令的时候难以快速响应，影响运维系统的工作效率；(2)多个载波在外部扰动出现时易出现载波失步现象，需要额外的载波同步技术，这会增加控制系统的计算量，占用控制器资源。这使得变频设备支持运维系统的资源变少，增加开发难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，解决以上技术问题；
2、本专利技术的目的还在于，提供一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生系统，解决以上技术问题。
3、本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
4、一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法
5、步骤s1，获取一个周期内电机的电压控制量，采用拉格朗日外推法计算控制量预测值，将所述控制量预测值经过坐标变换后得到三相电压指令；
6、步骤s2，构建用于控制逆变单元内开关管的开关状态的控制集，遍历级联在第m相的n个所述逆变单元各自基于所述控制集产生的单元输出电压，统计n个所述逆变单元分别在各种开关状态下组合形成的第m相开关函数和相对应的第m相输出电压；
7、步骤s3，找出与所述三相电压指令中第m相电压指令最接近的一所述第m相输出电压，将所述第m相输出电压对应的所述第m相开关函数作为第m相的n个所述逆变单元的开关状态控制信号；
8、其中，n为大于1的正整数，m为三相电的相序u、v、w。
9、优选的，步骤s1中，通过传感器或观测器获取所述电机的转速反馈值和磁通反馈值，基于所述转速反馈值与预设的转速参考值的差值，经过闭环控制器计算出q轴电压控制指令，基于所述磁通反馈值与预设的磁通参考值的差值，经过所述闭环控制器计算出d轴电压控制指令，将所述q轴电压控制指令和所述d轴电压控制指令进行dq轴至αβ轴的坐标变换后获得所述电压控制量u(k)，所述电压控制量包括α轴电压控制量uα(k)和β轴电压控制量uβ(k)。
10、优选的，步骤s1中，采用拉格朗日外推法计算所述控制量预测值的表达式为，
11、u(k+1)＝3u(k)-3u(k-1)+u(k-2)
12、其中，u(k+1)为所述控制量预测值，k表示当前时刻，u(k)表示当前时刻的所述电压控制量，u(k-1)表示前一个时刻的电压控制量，u(k-2)表示前两个时刻的电压控制量；
13、将所述控制量预测值从αβ两相坐标系转换到uvw三相坐标系，获得所述三相电压指令uu、uv、uw。
14、优选的，步骤s2中，每一个所述逆变单元设有所述开关管组成的h形逆变桥，所述开关管包括，
15、第一开关管，所述第一开关管的集电极连接电源正极；
16、第二开关管，所述第二开关管的集电极连接所述第一开关管的发射极形成所述逆变单元的第一输出端；
17、第三开关管，所述第三开关管的集电极连接电源正极；
18、第四开关管，所述第四开关管的集电极连接所述第一开关管的发射极形成所述逆变单元的第二输出端。
19、优选的，步骤s2中，所述控制集中所述逆变单元的开关状态包括，
20、所述第一开关管导通、所述第二开关管关断、所述第三开关管关断、所述第四开关管导通时，所述逆变单元输出第一直流电压；
21、所述第一开关管导通、所述第二开关管关断、所述第三开关管导通、所述第四开关管关断时，所述逆变单元输出第二直流电压；
22、所述第一开关管关断、所述第二开关管导通、所述第三开关管导通、所述第四开关管关断时，所述逆变单元输出第三直流电压；
23、所述第一开关管关断、所述第二开关管导通、所述第三开关管关断、所述第四开关管导通时，所述逆变单元输出第四直流电压；
24、所述单元输出电压包括所述第一直流电压、所述第二直流电压、所述第三直流电压和所述第四直流电压。
25、优选的，步骤s2中，所述第m相开关函数为n个所述逆变单元的开关状态集合，表达式为，
26、sm＝[s1 s2 … sn … sn]t
27、其中sn表示级联在第m相的n个所述逆变单元中第n个所述逆变单元的开关状态。
28、优选的，
29、所述第m相输出电压uim的计算公式为，
30、uim＝uo1+uo2+…+uon+…+uon
31、其中uon表示级联在第m相的n个所述逆变单元中第n个所述逆变单元的所述单元输出电压。
32、优选的，步骤s3中，通过构建代价函数找出与所述第m相电压指令最接近的所述第m相输出电压，将所述代价函数最小值对应的所述第m相开关函数作为第m相的所述开关状态控制信号，所述代价函数的公式为，
33、gm＝(um-uim)2
34、其中，gm表示所述代价函数在第m相的计算值，um表示所述第m相电压指令，uim表示所述第m相输出电压。
35、优选的，步骤s3包括，
36、步骤s31，构建所述代价函数，并初始化所述代价函数的计算值，将初始化结果作为中间变量；
37、步骤s32，从第一个所述第m相输出电压开始检索，将当前检索到的所述第m相输出电压代入所述代价函数，判断当前所述第m相输出电压的所述代价函数的计算值是否小于所述中间变量，若小于，执行步骤s33；若不小于，直接执行步骤s34；
38、步骤s33，将当前所述第m相输出电压的所述代价函数的计算值更新为所述中间变量，并将当前所述第m相输出电压对应的所述第m相开关函数更新为所述开关状态控制信号，执行步骤s34；
39、步骤s34，判断是否检索完全部的所述第m相输出电压，若未全部检索，检索得到下一个所述第m相输出电压作为当前检索到的所述第m相输出电压，返回执行步骤s32；若全部检索完，输出最终获得的所述开关状态控制信号。
40、一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生系统，包括逆变控制模块，所述逆变控制模块的每一相上级联有n个可控制地输出单元输出电压的逆变单元，还包括，
41、闭环控制器，连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S1中，通过传感器或观测器获取所述电机的转速反馈值和磁通反馈值，基于所述转速反馈值与预设的转速参考值的差值，经过闭环控制器计算出q轴电压控制指令，基于所述磁通反馈值与预设的磁通参考值的差值，经过所述闭环控制器计算出d轴电压控制指令，将所述q轴电压控制指令和所述d轴电压控制指令进行dq轴至αβ轴的坐标变换后获得所述电压控制量u(k)，所述电压控制量包括α轴电压控制量uα(k)和β轴电压控制量uβ(k)。
3.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S1中，采用拉格朗日外推法计算所述控制量预测值的表达式为，
4.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S2中，每一个所述逆变单元设有所述开关管组成的H形逆变桥，所述开关管包括，
5.根据权利要求4所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S2中
6.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S2中，所述第m相开关函数为N个所述逆变单元的开关状态集合，表达式为，
7.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S3中，通过构建代价函数找出与所述第m相电压指令最接近的所述第m相输出电压，将所述代价函数最小值对应的所述第m相开关函数作为第m相的所述开关状态控制信号，所述代价函数的公式为，
9.根据权利要求8所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤S3包括，
10.一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生系统，包括逆变子系统，所述逆变子系统的每一相上级联有N个可控制地输出单元输出电压的逆变单元，其特征在于，还包括，
...【技术特征摘要】
1.一种智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤s1中，通过传感器或观测器获取所述电机的转速反馈值和磁通反馈值，基于所述转速反馈值与预设的转速参考值的差值，经过闭环控制器计算出q轴电压控制指令，基于所述磁通反馈值与预设的磁通参考值的差值，经过所述闭环控制器计算出d轴电压控制指令，将所述q轴电压控制指令和所述d轴电压控制指令进行dq轴至αβ轴的坐标变换后获得所述电压控制量u(k)，所述电压控制量包括α轴电压控制量uα(k)和β轴电压控制量uβ(k)。
3.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤s1中，采用拉格朗日外推法计算所述控制量预测值的表达式为，
4.根据权利要求1所述的智能寻优的级联多电平逆变器的脉冲发生方法，其特征在于，步骤s2中，每一个所述逆变单元设有所述开关管组成的h形逆变桥，所述开关管包括，
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：任兆文，齐亮，王旭，陈江洪，陶益民，杨宸涵，束亚刚，
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：
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