[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310441070.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN103490753A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖湘寧;陳甜妹;郭春林;楊琳;張劍;羅超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K7/08
• 分類號(hào): H03K7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法。

背景技術(shù)

載波調(diào)制法是多電平變換器的PWM控制方法之一，包括載波移相法和載波層疊法。載波移相法是一種相對(duì)成熟的調(diào)制方法，但各個(gè)載波移相的角度是通過給一定的時(shí)間滯后來產(chǎn)生的，由于控制器的延遲會(huì)產(chǎn)生一定誤差，特別是在電平數(shù)較高，移動(dòng)的角度很小的情況下，會(huì)嚴(yán)重影響變換器的輸出波形質(zhì)量。載波層疊法則實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在同一時(shí)刻，只需在基準(zhǔn)三角載波的基礎(chǔ)上疊加一定的縱向移動(dòng)量，只是數(shù)值的疊加，基本不會(huì)有時(shí)間的延遲，誤差較小。

當(dāng)變換器電平數(shù)很高時(shí)，需要的層疊載波數(shù)也較多。若層疊載波數(shù)為N，則在同一采樣時(shí)刻，N個(gè)載波的瞬時(shí)值都需要與調(diào)制波的瞬時(shí)值進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)開關(guān)的觸發(fā)信號(hào)。每一時(shí)刻的N次比較會(huì)大大增加控制器的計(jì)算時(shí)間，影響變換器的響應(yīng)速度，降低其動(dòng)態(tài)性能。且載波與調(diào)制波瞬時(shí)值的比較會(huì)增加觸發(fā)信號(hào)的延遲，影響輸出波形的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，在某一采樣時(shí)刻，N個(gè)載波中只有一個(gè)載波與調(diào)制波有焦點(diǎn)，其他載波值或大于調(diào)制波的值，或小于調(diào)制波的值。利用這一特點(diǎn)，需尋求一種能夠?qū)崿F(xiàn)多層疊載波的觸發(fā)效果，同時(shí)又減少載波數(shù)量和比較次數(shù)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，解決多層疊載波PWM調(diào)制法需要多個(gè)載波且在同一時(shí)刻需多次執(zhí)行比較運(yùn)算，增加觸發(fā)延遲，影響裝置響應(yīng)速度的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：生成基準(zhǔn)載波信號(hào)；

步驟2：根據(jù)控制指令，生成調(diào)制波；

步驟3：?jiǎn)屋d波等效層疊載波調(diào)制算法。

所述的基準(zhǔn)載波信號(hào)，指的是多層疊載波中的一個(gè)載波信號(hào)，為了方便，取時(shí)間軸上方的第一個(gè)載波信號(hào)(圖1中的載波1)。

所述的單載波等效層疊載波調(diào)制算法，其方法是，在某一時(shí)刻????????????????????????????????????????????????，若調(diào)制波瞬時(shí)值滿足條件：?，則等效調(diào)制波瞬時(shí)值，且，。比較時(shí)刻，載波與調(diào)制波的大小，若，有；否則。同理，若調(diào)制波瞬時(shí)值滿足條件，則等效調(diào)制波瞬時(shí)值，且，。比較載波與調(diào)制波的大小，若，有；否則。表示取小數(shù)的整數(shù)部分，表示等效采用個(gè)載波與調(diào)制波比較得到的輸出電平，用一個(gè)基準(zhǔn)載波實(shí)現(xiàn)了個(gè)層疊載波的調(diào)制效果。

本發(fā)明提出的單載波PWM調(diào)制方法，只需用一個(gè)基準(zhǔn)載波就可以很方便實(shí)現(xiàn)任意個(gè)層疊載波的調(diào)制效果，每一時(shí)刻只需執(zhí)行一次載波與調(diào)制波的比較運(yùn)算，能夠減少開關(guān)觸發(fā)延遲，提高輸出波形質(zhì)量及裝置的響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1是多層疊載波調(diào)制方法示意圖。

圖2是實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

為了敘述原理方便，以4個(gè)層疊載波(如圖1所示)的PWM調(diào)制方法為例進(jìn)行說明。

圖1是多層疊載波調(diào)制方法示意圖。圖1中，載波數(shù)為4，并采用同相層疊的方式。單個(gè)載波幅值為A，載波標(biāo)號(hào)分別設(shè)置為-2，-1，1，2。(i=-2,-1,1,2)表示載波i在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，調(diào)制波用M(t)表示，載波與調(diào)制波進(jìn)行比較得到的輸出信號(hào)分別表示為。當(dāng)載波在時(shí)刻的瞬時(shí)值小于調(diào)制波在該時(shí)刻的值時(shí)，則對(duì)應(yīng)該載波的輸出信號(hào)為1()或者-1?()；否則輸出信號(hào)為0。M、N、R點(diǎn)為調(diào)制波與時(shí)間軸的交點(diǎn)，P、Q表示調(diào)制波的點(diǎn)，G、H表示調(diào)制波的點(diǎn)。在P、Q點(diǎn)之間，調(diào)制波只與載波2有交點(diǎn)，載波-2、-1、1的值均小于調(diào)制波的值；在M、N點(diǎn)之間的調(diào)制波值為正；N、R點(diǎn)之間調(diào)制波的值為負(fù)；在M、P之間，Q、N之間，調(diào)制波只與載波1有交點(diǎn)；在G、H之間，調(diào)制波只與載波-2有交點(diǎn)，其他載波值都大于調(diào)制波的值；在N、G之間及H、R之間，調(diào)制波只與載波-1有交點(diǎn)。表示調(diào)制波與載波的交點(diǎn)，觀察可知，4個(gè)載波與調(diào)制波在同一時(shí)刻最多只有一個(gè)交點(diǎn)，但需要進(jìn)行4次比較運(yùn)算，以生成4個(gè)輸出信號(hào)。

圖2中，調(diào)制波與圖1中相同，M、N、R、P、Q、G、H點(diǎn)與圖中對(duì)應(yīng)，為基準(zhǔn)載波，為實(shí)際用于調(diào)制的單載波。實(shí)現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，包括下述步驟。