[發明專利]一種考慮電感飽和特性的逆變器變開關頻率調制方法

有效

• 申請號: 201811289902.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109510445B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 蔣棟;李橋;陳嘉楠;張野馳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M1/44;H02M7/5387
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種考慮電感飽和特性的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)，根據實際電感與負載電流的關系，確定等效電感，各相的等效電感在各相實際電感的基礎上還包括各相實際電感對負載電流的導數與負載電流的乘積；

步驟(2)，對開關周期進行時間分段，基于所述等效電感預測每個分段時間內的電流紋波的斜率，并基于所述開關周期的時間分段情況和預測的電流紋波的斜率，預測電流紋波峰值；

步驟(3)，基于預測的電流紋波峰值和電流紋波限定值更新逆變器的開關頻率，使得下個周期的電流紋波峰值等于電流紋波限定值。

2.根據權利要求1所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，第k相等效電感為：

其中，L_k為第k相電感實際值，由通入電感的負載電流決定；為實際電感對負載電流的導數與負載電流的乘積，由通入電感的負載電流決定。

3.根據權利要求1或2所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，設單個開關周期內，等效電感視為定值。

4.根據權利要求2所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括如下步驟：

步驟(2-1)，確定各相等效電感三相占空比d_a,d_b,d_c以及三相負載電壓e_a,e_b,e_c，在單個開關周期內，將開關周期分為多段時間；

步驟(2-2)，基于電流紋波預測模型和三相負載電壓e_a,e_b,e_c，確定各相每段時間作用在電感上的電壓，獲得各相在每段時間的電流紋波斜率；所述電流紋波預測模型為考慮電感飽和特性的電流紋波單相預測模型；

第k相在每段時間的電流紋波斜率為

其中，i_{k_ripple}表示電流紋波，V_KN(t)表示逆變器K電位點和N電位點之間的輸出端電壓(K＝A，B，C)，A、B、C以及N均為逆變器的電位點，V_ON(t)表示逆變器共模電壓瞬時值，表示逆變器輸出端電壓在一個開關周期內平均值，表示逆變器共模電壓在一個開關周期內平均值，t表示時間變量，T_s表示固定開關周期；

步驟(2-3)，通過三相占空比和固定開關周期T_S，分別求出分段后的每段作用時間長度；

步驟(2-4)，基于每段作用時間長度和各相在每段時間的電流紋波斜率求出各相電流紋波峰值。

5.根據權利要求4所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，基于步驟(1)確定的等效電感確定所述共模電壓瞬時值：

6.根據權利要求4所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，基于步驟(1)確定的等效電感確定所述共模電壓單個開關周期內平均值：

其中，t₁和t₂為將開關周期分為多段時間時所用到的參數，t₁＝(d_max-d_mid)T_s，t₂＝(d_mid-d_min)T_s，d_max，d_mid，d_min分別為三相占空比最大值、中間值和最小值，表示a相負載電壓單個開關周期內平均值，表示b相負載電壓單個開關周期內平均值，表示c相負載電壓單個開關周期內平均值。

7.根據權利要求1所述的逆變器變開關頻率調制方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟：

對開關周期進行更新：

其中，T_N為更新的開關周期，T_s為固定開關周期，R_require為固定開關周期對應的電流紋波限定值，R_{peak_k}為固定開關周期下各相電流紋波預測峰值。