[發明專利]三電平特定諧波消除調制傅里葉方程組的構造方法

有效

• 申請號: 201410745824.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104410255A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 夏長亮;姜勃;谷鑫
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;G06F19/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種三電平特定諧波消除調制傅里葉方程組的構造方法，其特征是，包括下列步驟：

一、推導出中點電壓波動方程，對支撐電容兩端電壓進行量化分析：

(1)設置輸出相電壓角度值為θ；I_m為基波電流幅值；M為調制比；C為支撐電容值；ω為角速度，將一周期劃分為六個區域，當三相輸出電流接入中點O時就會產生中點電流，則表達式為：

io=-iaSa+ibSb-icSc,θ∈[0,π3)-iaSa+ibSb+icSc,θ∈[π3,2π3)-iaSa-ibSb+icSc,θ∈[2π3,π)iaSa-ibSb+icSc,θ∈[π,4π3)iaSa-ibSb-icSc,θ∈[4π3,5π3)iaSa+ibSb-icSc,θ∈[5π3,2π)]]>

式中，i_o為中點電流；i_a、i_b、i_c為三相電流；S_a、S_b、S_c為開關狀態函數；

將開關狀態函數轉換成連續函數，只考慮期中的基波和三次諧波，則中點電流表達式為

io=io1+K·ib(τ),θ∈[0+2π3l,π3+2π3l)io2-K·ia(τ),θ∈[π3+2π3l,2π3+2π3l)]]>

式中，l＝0,1,2；K＝2Mk_h3sin(3θ)；τ＝θ-2πl/3；為相電流滯后相電壓的角度；i_a(τ)表示將a相電流i_a平移2πl/3個相位得到的函數，其它相含義類同；

(2)對中點電流進行積分運算，得到支撐電容電壓表達式，u_c1為單個支撐電容電壓，即中點電壓；u^*_c1為基波作用產生電壓；u_h3為三次諧波作用產生電壓；中點電壓公式如下：

uc1=uc1*+uh3]]>

基波作用產生電壓表達式如下：

由于公式較長,為便于書寫,用A、B代指上式中的部分項，其中,l＝0,1,2；

三次諧波作用產生電壓表達式如下

uh3=ImMkh34Cω[D-J-F],θ∈[0+2π3l,π3+2π3l)[E+F],θ∈[π3+2π3l,2π3+2π3l)]]>

由于公式較長,為便于書寫,用D、E、F、J代指上式中的部分項，其中,k_h3為三次諧波與基波幅值之比；

二、通過分析中點電壓表達式可以知道控制輸出相電壓中含有適量三次諧波可以抑制中點電壓波動：將輸出相電壓脈沖幅值分別計算出來，根據各個電壓值大小設置權值系數，引入到傅里葉方程組當中，以u_ak近似作為a相電壓第k個脈沖的幅值，定義脈沖波動權值系數P_i，i＝1，2，…，N，且當k＝1，時，有P_2k-1＝P_2k＝u_k+u_N-k+1當時，有PN=u(N+12)L+u(N+12)R;]]>

三、重構傅里葉方程組如下

4πΣi=1N[(-1)k+1PiUdccosαk]=M43πΣi=1N[(-1)k+1PiUdccos3αk]=Mkh3Σk=1N(-1)k+1Picosqαk=0,q=5,7,...,3g±1]]>

式中，U_dc為直流側電壓；N為四分之一周期內開關角個數；g＝2，4，6，8，10；α_k為待求開關角。