[发明专利]一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法

权利要求书

1.一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S10，根据控制系统性能要求确定开关器件在基波周期内的开关角数量；

步骤S20，考虑3倍次谐波对输出共模电压的影响，建立加权总谐波电压畸变率和桥臂功率均衡的基波电压非线性约束条件；

步骤S30，根据非线性约束条件在调制比区间内通过遗传算法求解相应调制比的初始开关角度值；

步骤S301，根据步骤S20得到的非线性约束条件建立初始优化目标函数，确定初始开关角度值的边界和线性不等式约束条件；

步骤S302，设定初始种群参数，计算种群中单个个体的适应度值，根据适应度选择父代个体，从父代种群中的基因信息产生新的子个体，按小概率扰动来改变种群中的个体基因信息而创建变异的子辈；

步骤S303，满足优化终止条件时，选取调制比得到相应的初始开关角度值；

步骤S40，根据步骤S30得到的初始开关角度值，采用Matlab的非线性规划函数Fmincon求解最终开关角度值：

步骤S401，根据步骤S20得到最终优化目标函数和非线性约束等式，确定最终开关角度值的边界和线性不等式约束条件；

步骤S402，采用约束优化中的非线性规划函数Fmincon求解最终开关角度值；

步骤S403，满足优化终止条件时，选取调制比得到相应的最终开关角度值；

步骤S50，循环计算，比较所有的加权总谐波电压畸变率，选择、存储相应调制比的最优开关角度值，以及根据NPC-H桥逆变器控制产生相应的PWM信号。

2.根据权利要求1所述的一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S20中的非线性约束条件由如下公式建立：

式中，m为调制比，逆变器右、左桥臂在1/4基波周期的开关角度αri、αli(i＝1,2,3…k)分别满足

3.根据权利要求1所述的一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S20中加权总谐波电压畸变率d是逆变器输出电压的n次谐波电压幅值Un以加权总谐波电压Uh_sq为基值进行标么化得到，公式如下：

d＝U_h/U_{h_sq}，

式中，Un为逆变器输出电压的n次谐波电压幅值。

4.根据权利要求1所述的一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S301中的初始优化目标函数为：

式中，k为开关器件在1/4基波周期内开关角数量，加权系数λ₁、λ₂大于0，且2λ₁+λ₂＝1。

5.根据权利要求1所述的一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S301中的变量边界条件通过如下公式确定：

式中，开关角度间隔Δα＝0.005π，根据允许的最小脉宽宽度50μs来确定；

所述的线性不等式约束条件通过如下公式确定：

6.根据权利要求1所述的一种三相NPC-H桥五电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S401中的最终优化目标函数为：