[发明专利]半周期三脉冲波低品质因数串联谐振型中频感应加热逆变控制方法

权利要求书

1.半周期三脉冲波低品质因数串联谐振型中频感应加热逆变控制方法，其特征在于，该逆变控制方法采用半周期三脉冲波，通过调整半周期三脉冲波的相位，消去逆变系统的3次谐波、5次谐波和7次谐波，其具体过程为：

选取半周期三脉冲波的1/4周期处为时间坐标原点，则电压脉冲波的傅里叶变换表示为：

其中：k表示谐波数，ω₁表示基波角频率；

谐波分量的幅值U_km为：

将U_km表达式展开：

其中，U_DC表示逆变器直流母线电压；

根据矩形波的对称性，逆变系统仅存在奇次谐波，因此k为奇数，即k＝1,3,5,…；

因此：

将3次谐波、5次谐波、7次谐波消除条件作为约束条件求解超越方程，即：

a₁、a₂和a₃是超越方程的解，

U_3m表示3次谐波幅值，U_5m表示5次谐波幅值，U_7m表示7次谐波幅值；

将超越方程的解a₁、a₂和a₃代入基波幅值公式，获得：

该逆变控制方法的逆变电路采用SiC功率器件，逆变桥包括A相桥臂和B相桥臂，两个桥臂分别由IGBT模块构成，每个IGBT模块包括两个IGBT单元，A相桥臂两个IGBT单元的开关器件为VT1和VT3，B相桥臂两个IGBT单元的开关器件为VT2和VT4；

所述半周期三脉冲波的实现方法为：

T为对称三角波，对称三角波的周期为2π，三角波中线上下对称分布有六个比较值，由上至下依次为：

α₁、α₂、α₃分别表示三个比较值变量；

将六个比较值与三角波进行比较：

对于比较值和当三角波的幅值大于比较值时，产生高电平，反之产生低电平，三个比较值产生的波形分别为A₁、A₂和A₃，然后对A₂和A₃进行异或运算，结果再与A₁进行或运算，得到获得的波形为A相桥臂的开关器件VT1和B相桥臂的开关器件VT4的驱动逻辑；

对于比较值和当三角波的幅值小于比较值时，产生高电平，反之产生低电平，三个比较值产生的波形分别为B₁、B₂和B₃，然后对B₂和B₃进行异或运算，结果再与B₁进行或运算，得到获得的波形为A相桥臂的开关器件VT2和B相桥臂的开关器件VT3的驱动逻辑；

当采用驱动VT1和VT4，驱动VT2和VT3，逆变器输出U_AB为半周期三脉冲波。

2.根据权利要求1所述的半周期三脉冲波低品质因数串联谐振型中频感应加热逆变控制方法，其特征在于，超越方程的求解采用计算软件计算获得，解得a₁、a₂和a₃分别为：0.7536、0.9102和1.1742，单位为rad，换算成角度分别为：43.1791°，52.1526°和67.2753°。

3.根据权利要求1所述的半周期三脉冲波低品质因数串联谐振型中频感应加热逆变控制方法，其特征在于，比较值变量α₁、α₂、α₃的获取方法为：

根据超越方程的解a₁、a₂和a₃求取α₁、α₂、α₃：

4.根据权利要求3所述的半周期三脉冲波低品质因数串联谐振型中频感应加热逆变控制方法，其特征在于，六个比较值的获取方法为：

分别根据a₁、a₂和a₃求取α₁、α₂和α₃，将α₁、α₂和α₃的值存储在处理器中，再根据设定的逆变频率f计算六个比较值：