[發(fā)明專利]三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的載波PWM調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011232694.3
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112491290B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王汝田;艾蘭;劉闖;艾彤;蔡國偉;郭東波
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/5387;H02M1/08;H02M1/084;H02M1/088
• 代理公司: 吉林市達利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

一種三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的載波PWM調(diào)制方法，其特點是：在虛擬空間矢量調(diào)制方法的基礎(chǔ)上，提出一種載波調(diào)制方法，分別定義逆變器1和逆變器2各自的開關(guān)狀態(tài)；分別根據(jù)逆變器1和逆變器2各自對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)計算出占空比并確定各個逆變器工作時開關(guān)狀態(tài)的排列順序；根據(jù)占空比和各個開關(guān)狀態(tài)的作用時間與載波相結(jié)合，求出各橋臂開關(guān)相對應(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)對三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的調(diào)制，使兩組逆變器可以正常工作，輸出兩組幅值和頻率皆可調(diào)的兩組三相交流電。具有科學(xué)合理，適用性強，調(diào)制簡單等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到電力電子領(lǐng)域，具體地說，是一種三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的載波PWM調(diào)制方法。

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，在風力發(fā)電系統(tǒng)、電動汽車、軌道機車牽引等需要雙交流的領(lǐng)域就顯得無能為力，為此有學(xué)者提出了兩電平雙輸出逆變器拓撲結(jié)構(gòu)，其只需九個開關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)兩組三相交流電輸出。然而兩電平雙輸出逆變器已不能滿足如今的電力行業(yè)中對高壓大容量逆變器的需求。因此三電平雙輸出逆變器被提出。

現(xiàn)階段對這種拓撲結(jié)構(gòu)的研究很少，因此對其調(diào)制方法的研究也很少。盡管空間虛擬矢量調(diào)制方法可以實現(xiàn)對雙輸出逆變器有效的控制，但其調(diào)制方法過于復(fù)雜。需要判斷參考矢量位于哪一個大小扇區(qū)，且需要根據(jù)扇區(qū)確定其開關(guān)狀態(tài)的排列順序以及各個開關(guān)狀態(tài)的占空比。在其占空比的計算中，存在大量的三角函數(shù)計算，公式推導(dǎo)復(fù)雜且過程繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根據(jù)開關(guān)狀態(tài)和占空比與載波結(jié)合得到各橋臂開關(guān)相對應(yīng)的調(diào)制波，將調(diào)制波與同一載波作比較得到各橋臂開關(guān)的驅(qū)動信號，以此實現(xiàn)對電路有效控制的三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的載波PWM調(diào)制方法，該方法科學(xué)合理，適用性強，調(diào)制簡單，效果佳。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種三相二極管鉗位型三電平雙輸出逆變器的載波PWM調(diào)制方法，它包括：由20個功率開關(guān)器件和12個二極管組成的逆變器，每一相橋臂有6個功率開關(guān)S_x1～S_x6和4個二極管D_x7～D_x10組成，即x∈{a，b，c})，中點與兩個功率開關(guān)S_o1、S_o2連接,分別控制兩組逆變器中點電壓O的輸出；逆變器的三相橋臂的輸出端分別與兩組三相負載相連，分別稱為逆變器1和逆變器2，能夠?qū)崿F(xiàn)兩組三相交流電的輸出；其特征是，還包括以下內(nèi)容：

1)逆變器1、逆變器2在一個開關(guān)周期內(nèi)交替工作，各工作1/2周期；逆變器1處于工作狀態(tài)時，功率開關(guān)S_x5、S_x6、S_o1處于導(dǎo)通狀態(tài)，功率開關(guān)S_o2處于關(guān)斷狀態(tài)，控制功率開關(guān)S_x1～S_x4的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，使逆變器1輸出三種電壓，分別是+U_d/2、0、-U_d/2；逆變器2處于工作狀態(tài)時，功率開關(guān)S_x1、S_x2、S_o2處于導(dǎo)通狀態(tài)，功率開關(guān)S_o1處于關(guān)斷狀態(tài)，控制功率開關(guān)S_x3～S_x6的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，使逆變器2輸出三種電壓，分別是+U_d/2、0、-U_d/2；

2)定義不同開關(guān)導(dǎo)通情況所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)，逆變器1輸出的三種電壓+U_d/2、0、-U_d/2分別定義為狀態(tài)P、O、N，逆變器2輸出的三種電壓+U_d/2、0、-U_d/2分別定義為狀態(tài)P*、O*、N*；