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专利号: 2019106928990
申请人: 东北大学秦皇岛分校
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有中点电位控制能力的变换器最优序列调制方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤1:变换器三相电压除以基准值Vdc/2得到标准化后的变换器三相参考电压vaf、vbf和vcf,取值范围均为[-2,2];标准化的四个桥臂端电压为vxo,x=a、b、c、f,vxo∈[-1,1],三相参考电压和端电压之间满足下面关系式:步骤2:确定偏置电压取值范围;

由式(1)中的三个方程确定偏置电压vfo的三个取值区间,每个区间的跨度为2,三个区间以及区间[-1,1]的交集即为偏置电压的取值范围,用区间[Q,F]表示;

三相桥臂的端电压取值范围分别为[Qa,Fa]=[Q+vaf,F+vaf],[Qb,Fb]=[Q+vbf,F+vbf]和[Qc,Fc]=[Q+vcf,F+vcf];

步骤3:采用正负区间分离法划分偏置电压取值区间;

为减小开关变换次数,限定在一个采样周期内每个桥臂最多输出两种开关状态,且只在相邻的两个开关状态之间切换,即o和p,或n和o;当桥臂端电压在正区间内取值时,该桥臂输出o和p状态,当桥臂端电压在负区间内取值时,该桥臂输出n和o状态;根据四个桥臂包含的正负区间情况,将正负区间分离,划分偏置电压取值区间,分为以下几种情况:(1)四个桥臂都只包含一种区间,偏置电压区间无需划分,包含一个子区间;

(2)四个桥臂中有一个桥臂包含正负区间,其它三个桥臂只包含一种区间,偏置电压划分为两个子区间;

(3)四个桥臂中有两个桥臂包含正负区间,其它两个桥臂只包含一种区间,偏置电压划分为三个子区间;

(4)四个桥臂中有三个桥臂包含正负区间,另外一个桥臂只包含一种区间,偏置电压划分为四个子区间;

(5)四个桥臂中每个桥臂都包含正负区间,偏置电压划分为五个子区间;

步骤4:计算各个子区间内的最优序列偏置电压;

给出偏置电压在子区间[Q,M1]取值时的开关序列,其中M1表示偏置电压最左侧子区间的区间上限值:当vfo取区间中间值(Q+M1)/2时,上下冗余矢量作用时间平均分配,都为d0/

2,对应于最优开关序列,d0表示冗余矢量作用时间占空比;其它子区间最优序列偏置电压求解方法相似;

步骤5:计算各个子区间开关序列产生的中点电流;

如果用N∈{1,2,3,4,5}表示子区间的个数,那么vfoi表示第i个最优序列偏置电压,i=

1,...,N;将vfoi带入到式(1)中,得到三相桥臂端电压{vaoi,vboi,vcoi};一个采用周期内的平均中点电流为iNPi=(1-|vaoi|)ia+(1-|vboi|)ib+(1-|vcoi|)ic+(1-|vfoi|)if    (5)其中,iNPi表示第i个子区间的平均中点电流;ia、ib、ic、if分别表示四个桥臂输出电流;

步骤6:比较电流差确定最优偏置电压;

直流侧电容容量用C1和C2表示,TS表示采样周期,VC1和VC2表示直流侧两个电容上的电压,补偿电流icmp为计算式(5)中N个中点电流与补偿电流的差值Δi为

Δi=|iNPi-icmp|    (7)

比较式(7)中的N个中点电流差值,选取差值最小的子区间的最优序列偏置电压作为所用偏置电压。