[发明专利]一种NPC两电平逆变器随机AZSPWM1方法

说明书

本发明公开了一种NPC两电平逆变器随机AZSPWM1方法，属电力电子与电力传动领域。该方法首先利用传统的AZSPWM1方法得出参考矢量所处扇区、合成参考矢量所用的有源矢量及其对应时间T0、T1和T2，以及7段式开关序列；然后确定7段式开关序列中每一段持续时间为T0/4、T1/2、T2/2、T0/2、T2/2、T1/2、T0/4；接着利用在0‑1内随机变化的三个不同参数P0、P1和P2，及其变形(1‑P0)、(1‑P1)和(1‑P2)乘以原7段式开关序列中按中心对称的6段持续时间；最后得到新的7段式开关时间为T0P0/2、T1P1、T2P2、T0/2、T2(1‑P2)、T1(1‑P1)、T0(1‑P0)/2，从而实现逆变器开关脉冲位置的随机化，实现随机AZSPWM1。本发明在不增加硬件成本和不降低AZSPWM1调制性能的情况下实现谐波电压频谱扩散、降低输出电压谐波的幅度从而降低谐波产生的电磁干扰。

技术领域

本发明是涉及一种逆变器随机PWM调制方法，尤其涉及一种基于NPC两电平逆变器随机AZSPWM1方法，属于电力电子与电力传动领域。

背景技术

传统的三相两电平AZSPWM1法不仅实现了对基波电压幅值、频率的控制而且实现了降低共模电压。但是利用FFT分析其线电压的波形可知，波形中含有丰富的高次谐波，这些谐波主要集中在开关频率及其倍频处。这些幅值很高的谐波不仅会导致电机电磁振动、激发恼人的噪音，增加电机损耗而且导致严重的电磁干扰，影响逆变器系统中其他电子设备的安全运行。因此，有必要对逆变器输出的线电压波形中的谐波降低幅值和谐波抑制。

对于逆变器降低输出电压谐波的幅度，现行的方法主要有两种：一是硬件抑制，通过改变逆变器拓扑结构，增加逆变器输出电平数使得谐波随着电平数目增加而减少，亦或使用滤波器滤除部分高频谐波。但该方法不仅增加了成本，也使得逆变器调制方法变得更加复杂。二是软件抑制，通过专门的谐波抑制PWM调制方法抑制谐波，但这又无法实现原有AZSPWM1调制方法降低共模电压的调制性能，亦或增加逆变器开关频率以减少谐波，降低谐波幅值，但这明显增加了逆变器开关损耗。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种NPC两电平逆变器随机AZSPWM1方法，本方法在不增加硬件成本和不降低AZSPWM1调制性能的情况下实现谐波电压频谱扩散、降低输出电压谐波的幅度。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种NPC两电平逆变器随机AZSPWM1方法，其步骤为：

(1)利用传统AZSPWM1方法得出参考矢量所处扇区、合成参考矢量所用有源矢量及其对应时间T0、T1、T2和7段式开关序列；

(2)确定7段式开关序列中每一段持续时间分别为T0/4、T1/2、T2/2、T0/2、T2/2、T1/2、T0/4；

(3)产生在0-1内随机变化的三个不同参数P0、P1和P2，以及其变形参数(1-P0)、(1-P1)、(1-P2)；

式中，rand()函数是产生随机数的一个随机函数，rand(1)表示产生在0-1范围内一个随机任意实数。这样，在两电平逆变器的每一个开关周期内，就会产生在0-1内随机的P0、P1和P2值。

(4)利用步骤(3)中0-1内随机变化的参数及其变形乘以步骤(2)中原7段式开关序列中按中心对称的6段持续时间得到新的7段式开关时间为T0P0/2、T1P1、T2P2、T0/2、T2(1-P2)、T1(1-P1)、T0(1-P0)/2从而实现逆变器开关脉冲位置随机化，实现随AZSPWM1；