[發明專利]一種脈沖寬度調制方法、脈沖寬度調制系統及控制器

有效

• 申請號: 201611080630.X
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123639B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 劉方誠;辛凱;郭海濱
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02M7/501;H02M1/12
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

本申請提供了一種脈沖寬度調制方法、脈沖寬度調制系統及控制器，用于三相變流器的共模分量的變化速率隨著變流器調制度的變化而改變，提升三相變流器的穩定性和諧波特性，并且實現靈活地自適應調節。本發明實施例方法包括：獲取三相初始調制波及變流器調制度；根據預設調制參數和變流器調制度計算得到共模分量變化速率調節系數；根據預設的調制波最大限幅值、調制波最小限幅值、三相初始調制波和共模分量變化速率調節系數，計算得到三相初始調制波對應的調制波集合，從調制波集合中選取絕對值最小的調制波作為共模調制波；將三相初始調制波與共模調制波進行波形疊加，得到三相輸出調制波。

技術領域

本申請涉及電路技術領域，尤其涉及一種脈沖寬度調制方法、脈沖寬度調制系統及控制器。

背景技術

隨著經濟社會的發展，能源危機逐步凸顯以及全球環境的逐漸惡化，發展和使用清潔替代能源已成為的能源行業的重要目標。伴隨新能源發電、儲能以及新能源汽車產業的不斷發展，作為核心能源控制裝置的變流器成為清潔能源應用的關鍵因素之一。在眾多種類的變流器中，三相變流器是應用最為廣泛的變流器之一，用于連接三相交流電力系統以及直流電力系統并實現兩個系統之間能量傳遞。根據能量流向的不同又區分為整流和逆變兩種工作狀況，其中能量從直流系統傳遞到交流系統被稱為逆變，而從交流系統傳遞到直流系統稱為整流。轉換效率和電能質量是三相變流器的兩個關鍵技術指標，而調制方式直接影響著開關器件的通斷狀態，因此是影響其轉換效率和電能質量的關鍵因素之一。

常用的三相變流器的脈寬調制手段為脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，PWM)，即對開關網絡中各器件的驅動脈沖的寬度進行控制。最直接的實現形式為將載波與調制波進行比較，以比較結果來控制開關器件的通斷狀態。PWM又可以分為連續脈沖寬度調制(Continuous Pulse Width Modulation，CPWM)和不連續脈沖寬度調制(DiscontinuousPulse Width Modulation，DPWM)，DPWM和CPWM相比，DPWM的開關次數更少，因此開關損耗較小，由此帶來的益處即是能夠提高變流器的能量轉換效率。但是，采用的調制方式為DPWM時，諧波畸變率普遍高于CPWM的方式，注入諧波含量高，更容易引起系統諧振，并且三相變流器調制度越低時，DPWM注入的諧波含量越高，而三相變流器調制度較高時，DPWM和CPWM注入水平接近。因此在三相變流器調制度較低的同時，又要兼顧能量轉換效率，就需要采用DPWM，此時，對DPWM的共模注入方法進行改進，降低其注入共模含量，從而降低由共模注入產生的諧波含量就成為了研究的重點。

為了降低三相變流器采用DPWM時，由于共模注入產生的諧波含量，現有的兩種技術分別為：一、對共模電壓的上升率進行限制，以減少由于共模電壓迅速變化而產生的諧波，等效延長共模電壓變化時間并減少三相變流器的切換狀態的時間；二、以直流母線電壓為參考對象，量測直流母線電壓計算出開關管鉗位時間及對應的導通角度，及增加限幅度環節，根據直流母線電壓、開關管鉗位時間及相位信息計算出三相對應的共模調制電壓，根據三相的基頻正弦調制電壓與共模調制電壓計算出對應的最終調制電壓。

但是，方法一中如果限幅值取值太小，則無法明顯減少三相變流器在DPWM下的切換狀態的時間，效率提升的優勢減小，若限幅值取值太大，則難以抑制高頻諧波，實施起來不夠靈活；根據實際測驗，在三相變流器中決定共模調制電壓大小的并不是直流母線電壓，因此方法二不適用于三相變流器采用DPWM的場景中，而且計算過程比較復雜，計算耗時過長，在三相變流器這種開關頻率較高的場合中不適用。

發明內容

本申請提供了一種脈沖寬度調制方法、脈沖寬度調制系統及控制器，用于三相變流器的共模分量的變化速率隨著變流器調制度的變化而改變，提升三相變流器的穩定性和諧波特性，并且實現靈活地自適應調節。

本發明第一方面提供一種脈沖寬度調制方法，應用于三相變流器，包括：

獲取三相初始調制波及變流器調制度；