[發(fā)明專(zhuān)利]一種注入LCC-S拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SPWM波生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010188997.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111342562B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐妍;官?lài)?guó)飛;陳志明;李軍;譚林林;李乘云;黃學(xué)良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇方天電力技術(shù)有限公司;東南大學(xué);國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J50/10
• 分類(lèi)號(hào): H02J50/10;H02M7/5395;H02M1/12
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發(fā)明公開(kāi)了一種注入LCC?S拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SPWM波生成方法，包括以下步驟：確定載波頻率、調(diào)制波頻率和載波比，根據(jù)載波比設(shè)置待調(diào)制的正弦波n個(gè)采樣點(diǎn)并采集正弦函數(shù)值k_n，n∈(1，10)；將采集的正弦函數(shù)值k_n送入DSP信號(hào)處理器中計(jì)算每個(gè)周期內(nèi)的占空比和高電平持續(xù)時(shí)間；根據(jù)占空比和高電平持續(xù)時(shí)間，在正弦波的正半個(gè)周期內(nèi)，控制開(kāi)關(guān)管S1、開(kāi)關(guān)管S4導(dǎo)通；在正弦波的負(fù)半周期內(nèi)，控制開(kāi)關(guān)管S2、開(kāi)關(guān)管S3導(dǎo)通，產(chǎn)生SPWM波；調(diào)節(jié)逆變器的等效輸出電壓，根據(jù)期望的正弦基波幅值，計(jì)算修改后的占空比；根據(jù)修改后的占空比重新配置PWM信號(hào)調(diào)節(jié)等效輸出電壓。本方法注入電流的高次諧波分量較低，且輸出電壓通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)制比控制，直接通過(guò)DSP信號(hào)處理器編程控制，可靠性高且擴(kuò)展性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種注入LCC-S拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SPWM波生成方法。

背景技術(shù)

隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)對(duì)電力的依賴(lài)程度越來(lái)越高，工業(yè)生產(chǎn)、日常生活的方方面面都離不開(kāi)電能。因此，人們對(duì)于電能的供給方式提出了新的要求。近幾年來(lái)，無(wú)線電能傳輸技術(shù)蓬勃發(fā)展，無(wú)線電能傳輸技術(shù)以其便捷性與靈活性受到廣大研究者以及使用者的青睞。

LCC-S結(jié)構(gòu)是無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的一種常見(jiàn)拓?fù)洌@種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有發(fā)射線圈電流恒定、接收線圈輸出電壓恒定的優(yōu)點(diǎn)，且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法成熟，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單。

傳統(tǒng)的LCC-S系統(tǒng)常采用一定頻率的方波電壓輸入，通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身的濾波特性在輸出線圈側(cè)得到純正正弦波輸出電壓。由傅里葉分析可知，方波本身含有高次諧波分量，而LCC-S系統(tǒng)具有三次諧波通路，因此有三次諧波電流流通；同時(shí)，方波注入的LCC-S系統(tǒng)輸出電壓只能通過(guò)改變直流電壓調(diào)節(jié)，因此若需要電壓與功率控制則應(yīng)配合可調(diào)直流電壓源實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)LCC-S系統(tǒng)輸入電流諧波含量高、輸出電壓控制較復(fù)雜的問(wèn)題，提出了一種SPWM波注入的LCC-S系統(tǒng)，以減少輸入電流諧波含量和對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種注入LCC-S拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SPWM波生成方法，其中：包括以下步驟：

步驟A：確定載波頻率、調(diào)制波頻率和載波比，根據(jù)載波比設(shè)置待調(diào)制的正弦波n個(gè)采樣點(diǎn)并采集正弦函數(shù)值k_n，n∈(1，10)；

步驟B：將采集的正弦函數(shù)值k_n送入DSP信號(hào)處理器中計(jì)算每個(gè)周期內(nèi)的占空比和高電平持續(xù)時(shí)間；

步驟c：根據(jù)占空比和高電平持續(xù)時(shí)間，在正弦波的正半個(gè)周期內(nèi)，控制開(kāi)關(guān)管S1、開(kāi)關(guān)管S4導(dǎo)通；在正弦波的負(fù)半周期內(nèi)，控制開(kāi)關(guān)管S2、開(kāi)關(guān)管S3導(dǎo)通，產(chǎn)生SPWM波；

步驟D：調(diào)節(jié)逆變器的等效輸出電壓，根據(jù)期望的正弦基波幅值，計(jì)算修改后的占空比；

步驟E：根據(jù)修改后的占空比值重新配置PWM信號(hào)調(diào)節(jié)等效輸出電壓。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

上述的調(diào)制波頻率為20kHz，載波頻率為400kHz，載波比為20。

上述的步驟B具體為：根據(jù)載波頻率計(jì)算周期：

設(shè)直流側(cè)輸入電壓為E，期望的正弦基波幅值為U，則根據(jù)面積等效原理：

其中：K_n為對(duì)應(yīng)的正弦波表值，T2為每個(gè)小開(kāi)關(guān)周期內(nèi)高電平應(yīng)持續(xù)的時(shí)間，因此，對(duì)應(yīng)每個(gè)周期內(nèi)的占空比計(jì)算公式為：