[發(fā)明專利]不平衡負載下四橋臂雙輸出逆變器載波PWM調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811644848.2
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109617442B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王汝田;李超超;艾蘭;張馨元;劉闖;王秀云
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號: H02M7/493
• 分類號: H02M7/493;H02M1/088
• 代理公司: 吉林市達利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

一種不平衡負載下四橋臂雙輸出逆變器載波PWM調(diào)制方法，其特點是：對逆變器的前三相橋臂采用空間矢量調(diào)制，分別求出逆變1和逆變2各開關(guān)狀態(tài)的占空比；當(dāng)控制兩組負載中性點電壓為相應(yīng)的逆變零序電壓時，任意負載下均可使兩組逆變輸出負載電壓對稱，進而根據(jù)逆變1和逆變2的零序電壓求得N相橋臂的占空比；將逆變1、逆變2、N相橋臂的占空比與載波相結(jié)合，計算出相應(yīng)的調(diào)制波；把這些調(diào)制波與同一載波進行比較，得到各相橋臂開關(guān)的驅(qū)動信號，能夠?qū)崿F(xiàn)對四橋臂雙輸出逆變器控制；使兩組負載負載的中性點電壓為相應(yīng)的零序電壓，從而使得四橋臂雙輸出逆變器輸出負載電壓為兩組對稱的三相正弦電壓；具有科學(xué)合理，適用性強，效果佳等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子功率變換器技術(shù)領(lǐng)域，是一種不平衡負載下四橋臂雙輸出逆變器載波PWM調(diào)制方法。用于解決雙輸出逆變器帶不平衡負載時輸出負載電壓不平衡的問題。

背景技術(shù)

逆變器作為一種直接把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的轉(zhuǎn)換器，能夠給交流負載供電。但它只能把直流電轉(zhuǎn)換成一組三相交流輸出，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、電動汽車、軌道機車牽引等需要雙交流領(lǐng)域就顯得無能為力，為此有學(xué)者提出了九開關(guān)雙輸出逆變換器拓撲，其只需九個開關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)兩組三相交流電輸出。但是其只能夠給兩組平衡的三相負載進行供電。隨著電氣水平的不斷提高，各種電力變換器設(shè)備非線性負荷的應(yīng)用越來越多，將會導(dǎo)致三相負載的不平衡。同時通過雙輸出逆變器供電的兩組三相負載不一定為平衡負載，也會出現(xiàn)由于溫度等外界因素導(dǎo)致平衡負載變成不平衡負載的情況。所以雙輸出逆變器應(yīng)具有既能夠給平衡負載供電，也能夠給不平衡負載供電的能力。

現(xiàn)階段對于雙輸出逆變器帶不平衡負載的相關(guān)研究相對較少。已有研究者提出了四橋臂雙輸出逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)。并對逆變1和逆變2交替使用空間矢量調(diào)制。但是應(yīng)用空間矢量調(diào)制方法時，需要進行復(fù)雜的三角函數(shù)計算，以及需要扇區(qū)判斷。過程復(fù)雜，不利于編程和硬件的實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出一種科學(xué)合理，適用性強，效果佳的不平衡負載下四橋臂雙輸出逆變器載波PWM調(diào)制方法，旨在解決現(xiàn)有的雙輸出逆變器不能給不平衡負載供電的問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種不平衡負載下四橋臂雙輸出逆變器載波PWM調(diào)制方法，其特征是，它包括：

1)逆變器的前三相橋臂的輸出端分別與兩組三相負載相連，分別稱為逆變1和逆變2；逆變1是由上面三個功率開關(guān)和中間三個功率開關(guān)組成，而逆變2是由下面三個功率開關(guān)和中間三個功率開關(guān)組成，兩組逆變共用中間三個功率開關(guān)；逆變器的第四相橋臂的輸出端與兩組負載的中性點N連接，將逆變器的第四相橋臂定義為N相橋臂，分別對兩組逆變使用空間矢量調(diào)制，計算出相應(yīng)的占空比；當(dāng)控制兩組負載中性點電壓均為相應(yīng)的零序電壓時，任意負載下均可使輸出負載電壓對稱，進而根據(jù)零序電壓求得逆變器N相橋臂的占空比；

2)將逆變1的占空比、逆變2的占空比、N相橋臂的占空比分別與載波相結(jié)合，計算出相應(yīng)的調(diào)制波；

3)采用同一個載波分別與逆變器的前三相橋臂以及N相橋臂相對應(yīng)的調(diào)制波相比較，得到逆變器前三相橋臂以及N相橋臂功率開關(guān)的驅(qū)動信號，對四橋臂雙輸出逆變器進行控制，使兩組負載中性點電壓均為相應(yīng)的零序電壓，從而使得兩組輸出負載電壓均為三相正弦對稱電壓。

進一步，所述逆變1零序電壓和逆變2零序電壓分別為：