[发明专利]避免三电平逆变器相电压两电平跳变的同步载波DPWM方法

权利要求书

1.一种避免三电平逆变器相电压两电平跳变的同步载波DPWM方法，其特征在于，针对三电平逆变器，所述方法通过在三相正弦波上叠加零序分量U_{0_p}＝1-max得到将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}；通过在三相正弦波上叠加零序分量U_{0_n}＝-min-1得到将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}；通过在相角0到60度、120到180度、240到300度区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}或使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}、在其余区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}或使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}，并利用所述的三相调制波与特定方向的三角载波比较，分别实现同步载波DPWM I和同步载波DPWM IV；通过在相角30到90度、150到210度、270到330度区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}或使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}、在其余区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}或使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}，并利用所述的三相调制波与特定方向的三角载波比较，分别实现同步载波DPWM II和同步载波DPWM III；

避免三电平逆变器相电压两电平跳变的同步载波DPWM方法步骤如下：

(1)确定避免三电平逆变器相电压两电平跳变的同步DPWM I/II/III/IV对应的开关序列；

(2)确定三相正弦波表达式；

(3)确定将相电压钳位于P电平的零序分量；

(4)确定将相电压钳位于N电平的零序分量；

(5)确定各同步载波DPWM的三相调制波表达式以及各同步载波DPWM使用的三角载波；具体为：

1)确定下降方向起始的三角载波表达式；

2)确定上升方向起始的三角载波表达式；

3)确定同步载波DPWM I的三相调制波和三角载波；

4)确定同步载波DPWM IV的三相调制波和三角载波；

5)确定同步载波DPWM II的三相调制波和三角载波；

6)确定同步载波DPWM III的三相调制波和三角载波；

(6)利用三相调制波与三角载波比较得到各功率器件的开关信号，实现调制；

步骤(2)确定的三相正弦波定义如下：

上式中，V_a、V_b、V_c为三相正弦波，A代表标幺后的正弦波幅值，有0≤A≤1，f_b代表正弦波频率，t为时间；

步骤(3)将相电压钳位于P电平的零序分量定义如下：

U_{0_p}＝1-max

上式中，U_{0_p}代表将相电压钳位于P电平的零序分量，max代表三相正弦波V_a、V_b和V_c的最大值；通过三相正弦波叠加零序分量U_{0_p}得到将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}，即：

U_{a_p}＝V_a+U_{0_p} U_{b_p}＝V_b+U_{0_p} U_{c_p}＝V_c+U_{0_p}

步骤(4)将相电压钳位于N电平的零序分量定义如下：

U_{0_n}＝-min-1

上式中，U_{0_n}代表将相电压钳位于N电平的零序分量，min代表三相正弦波V_a、V_b和V_c的最小值；通过三相正弦波叠加零序分量U_{0_n}得到将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}，即：

U_{a_n}＝V_a+U_{0_n} U_{b_n}＝V_b+U_{0_n} U_{c_n}＝V_c+U_{0_n}

步骤(5)中，确定同步载波DPWM I的三相调制波和三角载波的方法如下：

在相角0到60度、120到180度、240到300度区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}、在其余的相角区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}作为调制波，并利用该调制波与特定方向的三角载波比较，实现同步载波DPWM I；所述特定方向的三角载波选择方法如下：

当调制比小于1时，在相角0到60度、120到180度、240到300度区域，选用上升方向起始的三角载波，在其余区域选用下降方向起始的三角载波；

当调制比大于1时，在相角0到60度、120到180度、240到300度区域，选用下降方向起始的三角载波，在其余区域选用上升方向起始的三角载波；

步骤(5)中，确定同步载波DPWM IV的三相调制波和三角载波的方法如下：

在相角0到60度、120到180度、240到300度区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}、在其余的相角区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}作为调制波，并利用该调制波与特定方向的三角载波比较，实现同步载波DPWM IV；所述特定方向的三角载波选择方法如下：

在相角0到60度、120到180度、240到300度区域，选用下降方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用上升方向起始的三角载波；

步骤(5)中，确定同步载波DPWMII的三相调制波和三角载波的方法如下：

在相角30到90度、150到210度、270到330度区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}、在其余的相角区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}作为调制波，并利用该调制波与特定方向的三角载波比较，实现同步载波DPWMII；所述特定方向的三角载波选择方法如下：

当载波比为12或24时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用上升方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用下降方向起始的三角载波；

当载波比为6或18且调制比小于1时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用下降方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用上升方向起始的三角载波；

当载波比为6或18且调制比大于1时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用上升方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用下降方向起始的三角载波；

步骤(5)中，确定同步载波DPWMIII的三相调制波和三角载波的方法如下：

在相角30到90度、150到210度、270到330度区域使用将相电压钳位于P电平的三相调制波U_{i_p}、在其余区域使用将相电压钳位于N电平的三相调制波U_{i_n}作为调制波，并利用该调制波与特定方向的三角载波比较，实现同步载波DPWMIII；所述的特定方向的三角载波选择方法如下：

当载波比为12或24时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用下降方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用上升方向起始的三角载波；

当载波比为6或18且调制比小于1时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用上升方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用下降方向起始的三角载波；

当载波比为6或18且调制比大于1时，在相角30到90度、150到210度、270到330度区域，选用下降方向起始的三角载波；在其余的相角区域，选用上升方向起始的三角载波。