[发明专利]基于SOGI-FLL的无死区半周调制方法

说明书

本发明公开一种基于SOGI‑FLL的无死区半周调制方法，通过传感器检测获取变流器电流信号；通过SOGI‑FLL模块对变流器电流信号进行滤波处理，得到一定频率的基波电流信号及其正交信号；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据基波电流信号的极性分配获得的初始驱动信号，得到可随基波电流信号的极性交替使能的无死区半周驱动信号；通过无死区半周驱动信号控制变流器实现无死区半周调制。本发明的优点是：可灵活嵌入到变流器闭环控制系统中，精准判断电流极性，并根据电流极性来分配驱动信号，从根本上解决变流器的死区效应问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体的说，涉及一种基于SOGI-FLL的无死区半周调制方法。

背景技术

在针对两电平变流器的传统调制方法中，在上管和下管驱动信号切换时需要设置死区，以防止变流器发生直通短路。但死区效应会导致变流器存在电压损失，产生低频电流谐波，还会降低直流电压利用率。现有的无死区半周调制方法中，上管和下管驱动信号分别在半个周期内根据电流极性交替使能，不需要设置死区，不会产生误差电压而引起输出电流畸变，同时也降低了变流器直通短路的风险。

虽然无死区半周调制可以避免死区效应，但其实现需要精准判断电流极性，如下两个问题限制了其推广应用：第一，由于需要电流极性来分配驱动信号，无死区半周调制往往是嵌入到某个复杂的闭环系统中实现的，不能相对独立的工作；第二，输出电流含有的谐波导致电流过零点处的电流极性判断困难。若电流极性判断不准确，会引起严重的电流过零点畸变。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种基于SOGI-FLL的无死区半周调制方法，可作为独立的调制模块灵活嵌入到变流器闭环控制系统，同时精准获得的电流基波信号用于无死区半周调制，极大地减小电流过零点畸变。

本发明的技术方案是：一种基于SOGI-FLL的无死区半周调制方法，包括以下步骤：

获取变流器输出电流；

通过SOGI-FLL模块对所述变流器输出电流进行滤波锁频处理，得到一定频率的基波电流信号及其正交信号；

在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；

根据所述基波电流信号的电流极性分配获得的初始驱动信号，得到可随所述基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号；

通过所述无死区半周驱动信号控制变流器实现无死区半周调制。

优选的是，在根据所述基波电流信号的电流极性分配所述初始驱动信号步骤中，具体极性分配原则为：在所述基波电流信号大于零时，变流器开关管上管驱动信号使能；在所述基波电流信号小于零时，变流器开关管下管驱动信号使能；即上管驱动信号与下管驱动信号随所述基波电流信号的电流极性交替使能控制变流器实现无死区半周调制。

优选的是，所述SOGI-FLL模块包括二阶广义积分器SOGI和锁频环FLL；其中，所述二阶广义积分器SOGI用于对所述变流器输出电流进行滤波处理；所述锁频环FLL用于对所述变流器输出电流进行锁频处理。

优选的是，所述二阶广义积分器SOGI的传递函数为：

公式(1.1)～公式(1.3)中，SOGI(s)为二阶广义积分器的传递函数表达式；D(s)为带通滤波器形式的的传递函数表达式；Q(s)为低通滤波器形式的传递函数表达式；s为拉普拉斯变换算子；ω'为SOGI(s)的中心频率；k为阻尼系数；i为变流器输出电流；i'为基波电流信号；qi'为i'的正交信号；ε_i为估计误差。

优选的是，所述锁频环FLL的传递函数为：