[发明专利]基于分数倍额定容量功率器件的交错并联逆变器控制方法

说明书

本发明属于逆变器技术领域，提供基于分数倍额定容量功率器件的交错并联逆变器控制方法，包括：获取交错并联逆变器当前的工作模式，交错并联逆变器基于分数倍额定容量功率器件；根据工作模式判断功率器件的开关模式，开关模式包括顺序开关与同步开关；基于已知的参考交轴电压与参考直轴电压，结合顺序开关或同步开关，通过预设的空间矢量脉宽调制单元输出脉冲驱动信号，并根据脉冲驱动信号控制交错并联逆变器。本发明能够根据不同的工作模式输出不同的开关模式(顺序开关与同步开关)，能有效提高各相中功率器件的容量利用率，且选用分数倍额定容量的功率器件在提高系统功率密度的同时减小了系统体积、重量，降低了系统成本。

技术领域

本发明属于逆变器技术领域，尤其涉及基于分数倍额定容量功率器件的交错并联逆变器控制方法。

背景技术

随着电驱动系统功率等级的不断增加，功率器件的开关损耗变高，限制了其开关频率，当开关频率较低时，容易引起电压和电流产生谐波，电机输出转矩产生波动。

目前，提出了中点钳位式三电平逆变器、H桥级联多电平逆变器、交错并联等电路拓扑结构来减小谐波，进而减小电机噪声和输出转矩波动。但是中点钳位式三电平逆变器在直流侧存在电容电压不平衡问题，中性点电位会出现波动，当功率器件承受的反压不均匀时，可能会造成功率器件的损坏。H桥级联多电平逆变器为了对不同全桥中的母线电压进行隔离通常会选用变压器，这将增加系统的成本和复杂程度。交错并联拓扑结构可以成倍的增加大功率电驱动系统的等效开关频率，抑制电压和电流中的谐波，进一步减小转矩波动和电机噪声，但是传统交错并联拓扑成本较高、功率器件的容量利用率较低、系统的功率密度也较低。可见，现有技术中，交错并联逆变器系统存在容量利用率低、系统功率密度低、成本高的问题。

发明内容

本发明提供基于分数倍额定容量功率器件的交错并联逆变器控制方法，旨在提高交错并联逆变器系统的容量利用率，并在提高系统功率密度的同时减小系统体积、重量，降低系统成本。

本发明通过提供基于分数倍额定容量功率器件的交错并联逆变器控制方法，所述交错并联逆变器基于分数倍额定容量的功率器件，包括以下步骤：

获取所述交错并联逆变器当前的工作模式，所述交错并联逆变器基于分数倍额定容量功率器件；

根据所述工作模式判断所述功率器件的开关模式，所述开关模式包括顺序开关与同步开关；

基于已知的参考交轴电压与参考直轴电压，结合所述顺序开关或所述同步开关，通过预设的空间矢量脉宽调制单元输出脉冲驱动信号，并根据所述脉冲驱动信号控制所述交错并联逆变器。

更进一步地，所述分数倍包括1/2倍，当所述交错并联逆变器基于所述1/2倍额定容量的功率器件时，工作模式包括0～1/2倍系统输出功率与1/2倍～满系统输出功率，所述根据所述工作模式判断所述功率器件的开关模式的步骤包括：

若所述工作模式处于所述0～1/2倍系统输出功率时，每一相导通一个所述功率器件，且判定所述功率器件的开关模式为顺序开关，其中，所述交错并联逆变器包括多个相，每一相包括多个所述功率器件；

若所述工作模式处于所述1/2倍～满系统输出功率时，每一相同时导通两个所述功率器件，且判定所述功率器件的开关模式为同步开关。

更进一步地，所述分数倍包括1/3倍，当所述交错并联逆变器基于所述1/3倍额定容量的功率器件时，工作模式包括0～1/3倍系统输出功率、1/3～2/3倍系统输出功率与2/3倍～满系统输出功率，所述根据所述工作模式判断所述功率器件的开关模式的步骤包括：

若所述工作模式处于所述0～1/3倍系统输出功率时，每一相导通一个所述功率器件，且判定所述功率器件的开关模式为所述顺序开关；

若所述工作模式处于所述1/3倍～2/3倍系统输出功率时，每一相同时导通两个所述功率器件，且判定所述功率器件的开关模式为所述同步开关；