[發(fā)明專利]級聯(lián)型三相變頻器的調制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810717179.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110661432B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 陳凱;趙文江;郎永強;包彼得
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業(yè)管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權代理有限公司 11438
• 代理人: 王衛(wèi)忠;袁禮君

本發(fā)明提供一種級聯(lián)型三相變頻器的調制方法，包括：根據(jù)每一級中功率單元的開關管狀態(tài)及輸出電平得到多個基本空間電壓矢量，根據(jù)多個基本空間電壓矢量的模長將基本空間電壓矢量劃分為大矢量、中矢量、小矢量及零矢量；將多個基本空間電壓矢量排列成一個矢量空間，將矢量空間劃分為多個扇區(qū)，其中每個扇區(qū)對應一組大矢量、中矢量、小矢量和零矢量；判斷參考電壓矢量所在的扇區(qū)，參考電壓矢量通過所在扇區(qū)對應的一組矢量合成；計算用以合成參考電壓矢量的大矢量、中矢量、小矢量及零矢量的作用時間；分配大矢量、中矢量、小矢量及零矢量的作用順序；根據(jù)作用順序及作用時間生成三相調制波信號；根據(jù)三相調制波信號生成該級中功率單元的開關信號。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種級聯(lián)型三相變頻器的調制方法。

背景技術

隨著電力電子技術的發(fā)展，變頻器因其高效節(jié)能的優(yōu)點而被廣泛應用于各種電力電子系統(tǒng)。目前，為滿足高壓大功率電力電子系統(tǒng)的需求，人們逐漸開始使用級聯(lián)型三相變頻器。

級聯(lián)型變頻器最常用的調制方案是單極性倍頻調制，其優(yōu)點是：模塊輸出電壓正半周期內輸出0、+1的PWM波，負半周期內輸出0、-1的PWM波，而且模塊輸出電壓的頻率是功率器件開關頻率的兩倍。

圖1為現(xiàn)有技術中的一種級聯(lián)型三相變頻器的一個級的電路示意圖。如圖1中所示，級聯(lián)型三相變頻器的每一級1000包括3個功率單元100、200和300，以提供對應的A相、B相和C相的輸出電壓U_A、U_B和U_C。功率單元100包括由4個開關管Ta1、Ta2、Ta3和Ta4形成的橋臂Sa1和Sa2。功率單元200和功率單元300與功率單元100的結構相同，分別包括由開關管Tb1、Tb2、Tb3和Tb4形成的橋臂Sb1和Sb2，以及由開關管Tc1、Tc2、Tc3和Tc4形成的橋臂Sc1和Sc2。功率單元100還包括直流母線B1、直流母線電容C1和多個二極管，功率單元200還包括直流母線B2、直流母線電容C2和多個二極管，功率單元300還包括直流母線B3、直流母線電容C3和多個二極管，由于其連接關系在圖1中所示，不再贅述。

如果直接采用現(xiàn)有技術中的空間矢量調制方式，即運算時只采用8個基本空間電壓矢量，則會造成圖1中的各開關管在狀態(tài)切換時幾個橋臂同時動作。如果允許有兩個或三個橋臂同時動作，則在輸出線電壓上會出現(xiàn)兩個電平同時跳變的情況。

當變頻器通過長電纜與電機連接時，由于電纜中分布參數(shù)的影響，會在電機端產(chǎn)生電壓反射現(xiàn)象，從而在電機端產(chǎn)生最高兩倍的過電壓。變頻器輸出電壓每次跳變的電平數(shù)越多，在電機端產(chǎn)生的過電壓就越高，從而會加速電機絕緣的老化，縮短電機使用壽命。如果采用dv/dt濾波器來抑制電機端的過電壓，則會增加系統(tǒng)體積和成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種級聯(lián)型三相變頻器的調制方法，從而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的上述技術問題。

本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本發(fā)明的實踐而習得。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種級聯(lián)型三相變頻器的調制方法，其中所述級聯(lián)型三相變頻器的每一級包括3個功率單元，以提供對應的A相、B相和C相的輸出電壓，所述調制方法包括：

步驟1：根據(jù)每一級中所述功率單元的開關管狀態(tài)及輸出電平得到多個基本空間電壓矢量，并根據(jù)所述多個基本空間電壓矢量的模長將所述多個基本空間電壓矢量劃分為大矢量、中矢量、小矢量及零矢量；

步驟2：將所述多個基本空間電壓矢量排列成一個矢量空間，并通過所述多個基本空間電壓矢量將所述矢量空間劃分為多個扇區(qū)，其中每一個所述扇區(qū)對應一組所述大矢量、所述中矢量、所述小矢量和所述零矢量；

步驟3：判斷參考電壓矢量所在的扇區(qū)，其中所述參考電壓矢量通過其所在扇區(qū)對應的一組所述大矢量、所述中矢量、所述小矢量和所述零矢量合成；