CN102148581B - 一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波tpwm调制方法 - Google Patents

一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波tpwm调制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，该方法采用调制波为梯形波，所述的方法采用的载波为锯齿波，包括产生符合要求的载波和调制信号，然后进行PWM调制，载波为四组锯齿波。本发明的有益效果：由四组载波锯齿波和梯形波直接进行调制，简单易行，采用锯齿波调制载波比更多，控制更灵活。

Description

一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及逆变器控制方法中的一种基于位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，该调制方法的载波采用锯齿波。
背景技术
目前，电流型逆变器要求直流侧电流连续，因此对逆变器的控制要求较高。目前有两种调制方法，一种是基于正弦波的调制方法SPWM，该法要求载波比为3的整数倍，并且为偶数，另一种为基于TPWM的位置反相交叉的多载波调制方法，该方法要求载波比为3的整数倍，并且为奇数，这些都限制了其应用。
发明内容
本发明的发明目的是设计一种多载波TPWM调制方法，该方法的载波采用锯齿波，可以保证载波比为3的整数倍数以克服目前SPWM要求载波比为3的整数倍，并且为偶数， TPWM方法要求载波比为3的整数倍，并且为奇数，这些都限制了其应用的不足。
本发明为了实现其技术目的而采用的技术方案是：一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，该方法采用调制波为梯形波，所述的方法采用的载波为锯齿波，包括以下步骤：
A、由梯形波发生器产生作为调制信号的梯形波，由锯齿波发生器产生与所述的梯形波振幅相同，频率为所述的梯形波频率的3的正整数倍的第一锯齿波、第二锯齿波、第三锯齿波和第四锯齿波，其中所述的第二锯齿波是通过第一锯齿波（                                                
Figure 222932DEST_PATH_IMAGE001
）波形的负半周经过反相后形成的锯齿波，第三锯齿波和第四锯齿波的波形分别为第一锯齿波和第二锯齿波以时间轴为对称轴的对称波形；
B、将所述的梯形波作为调制波，所述的第一锯齿波、第二锯齿波、第三锯齿波和第四锯齿波分别作为载波按以下步骤进行调制：
B1、在0~π/3区间，梯形波与第一锯齿波相比较，当第一锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第一锯齿波小于梯形波时，输出高电位；
B2、在π/3~2π/3区间，梯形波与第一锯齿波或者第二锯齿波比较，当第一锯齿波或者第二锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第一锯齿波或者第二锯齿波小于梯形波时，输出高电位； 
B3、在2π/3~π区间，梯形波与第二锯齿波相比较，当第二锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第二锯齿波小于梯形波时，输出高电位；
B4、在π~4π/3区间，梯形波与第三锯齿波相比较，当第三锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第三锯齿波小于梯形波时，输出高电位；
B5、在4π/3~5π/3区间，梯形波与第三锯齿波或者第四锯齿波比较，当第三锯齿波或者第四锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第三锯齿波或者第四锯齿波小于梯形波时，输出高电位；
B6、在5π/3~2π区间，梯形波与第四锯齿波相比较，当第四锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当第四锯齿波小于梯形波时，输出高电位。
进一步的，上述的一种多载波TPWM调制方法中：所述的第一锯齿波、第二锯齿波、第三锯齿波和第四锯齿波的频率为梯形波频率的36整数倍。
进一步的，上述的一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法中：该方法是一种基于锯齿波的三相多载波调制。
本发明的有益效果：由四组载波锯齿波和梯形波直接进行调制，简单易行，采用锯齿波调制载波比更多，控制更灵活。
下面结合具体实施例与附图对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例1基于锯齿波的多载波调制原理图。
图2是本发明实施例2基于锯齿波的三相多载波调制原理图。
图中：梯形波
Figure 705866DEST_PATH_IMAGE002
、W c1 、W c2 、W c3 、W c4分别为梯形波和第一锯齿波、第二锯齿波、第三锯齿波、第四锯齿波的波形，①、②、③、④、⑤、⑥分别为梯形波的上升段、中间段、下降段、负半轴下降段，中间段、上升段，1、3、5、7、9为一相输出的电流，1＇、3＇、5＇为对应相输出的电流，W ma 、W mb 、W mc 、分别为A、B、C三相调制波，
Figure 240752DEST_PATH_IMAGE003
为梯形波振幅。
具体实施方式
实施例1，本实施例是一种基于锯齿波的单相多载波调制方法，原理如图1所示，该方法采用调制波为梯形波，采用的载波为锯齿波，包括以下步骤：
1、由梯形波发生器产生作为调制信号的梯形波
Figure 354202DEST_PATH_IMAGE002
，由锯齿波发生器产生与所述的梯形波
Figure 341749DEST_PATH_IMAGE002
振幅
Figure 631304DEST_PATH_IMAGE003
相同，频率为所述的梯形波
Figure 755118DEST_PATH_IMAGE002
频率的36倍第一锯齿波
Figure 39468DEST_PATH_IMAGE001
、第二锯齿波
Figure 514312DEST_PATH_IMAGE004
、第三锯齿波
Figure 542311DEST_PATH_IMAGE005
和第四锯齿波
Figure 786210DEST_PATH_IMAGE006
，其中第二锯齿波是通过第一锯齿波（
Figure 340DEST_PATH_IMAGE001
）波形的负半周经过反相后形成的锯齿波，第三锯齿波
Figure 628767DEST_PATH_IMAGE005
和第四锯齿波
Figure 57999DEST_PATH_IMAGE006
的波形分别为第一锯齿波
Figure 480890DEST_PATH_IMAGE001
和第二锯齿波
Figure 868009DEST_PATH_IMAGE004
以时间轴
Figure 300128DEST_PATH_IMAGE007
轴为对称轴的对称波形；
2、将梯形波
Figure 253040DEST_PATH_IMAGE002
作为调制波，第一锯齿波
Figure 50095DEST_PATH_IMAGE001
、第二锯齿波
Figure 783565DEST_PATH_IMAGE004
、第三锯齿波和第四锯齿波
Figure 92372DEST_PATH_IMAGE006
分别作为载波按以下步骤进行调制：首选在对第一锯齿波
Figure 125575DEST_PATH_IMAGE001
、第二锯齿波
Figure 284024DEST_PATH_IMAGE004
、第三锯齿波
Figure 57945DEST_PATH_IMAGE005
和第四锯齿波
Figure 923132DEST_PATH_IMAGE006
和梯形波
Figure 124307DEST_PATH_IMAGE002
同步以后，在一个周期内的调制过程如下：
201、在0~π/3区间如图中正轴上升①段，在该段中梯形波
Figure 770052DEST_PATH_IMAGE002
与第一锯齿波
Figure 19767DEST_PATH_IMAGE001
相比较，当第一锯齿波
Figure 67358DEST_PATH_IMAGE001
大于梯形波
Figure 439433DEST_PATH_IMAGE002
时，输出低电位，当第一锯齿波
Figure 510157DEST_PATH_IMAGE001
小于梯形波
Figure 679409DEST_PATH_IMAGE002
时，输出高电位，产生的信号如图所示；
202、在π/3~π区间如图中正轴中间段②、下降段③段，梯形波
Figure 519189DEST_PATH_IMAGE002
与第二锯齿波
Figure 62166DEST_PATH_IMAGE004
相比较，当第二锯齿波
Figure 416924DEST_PATH_IMAGE004
大于梯形波时，输出低电位，当第二锯齿波
Figure 30625DEST_PATH_IMAGE004
小于梯形波
Figure 744503DEST_PATH_IMAGE002
时，输出高电位；在中间段②，也可以梯形波
Figure 852136DEST_PATH_IMAGE002
与第一锯齿波
Figure 309662DEST_PATH_IMAGE001
相比较，当第一锯齿波
Figure 858455DEST_PATH_IMAGE001
大于梯形波
Figure 8814DEST_PATH_IMAGE002
时，输出低电位，当第一锯齿波
Figure 275847DEST_PATH_IMAGE001
小于梯形波
Figure 539994DEST_PATH_IMAGE002
时，输出高电位。这里不论与第一锯齿波
Figure 5610DEST_PATH_IMAGE001
还是与第二锯齿波
Figure 264553DEST_PATH_IMAGE004
相比较，都是一个高电平。
203、在π~4π/3区间如图中负半轴下降段④，梯形波
Figure 81199DEST_PATH_IMAGE002
与第三锯齿波
Figure 880528DEST_PATH_IMAGE005
相比较，当第三锯齿波
Figure 403913DEST_PATH_IMAGE005
大于梯形波时，输出低电位，当第三锯齿波小于梯形波时，输出高电位；
204、在4π/3~2π区间如图中负半轴中间段⑤、上升段⑥，梯形波与第四锯齿波
Figure 578412DEST_PATH_IMAGE006
相比较，当第四锯齿波
Figure 307333DEST_PATH_IMAGE006
大于梯形波
Figure 451394DEST_PATH_IMAGE002
时，输出低电位，当第四锯齿波
Figure 11689DEST_PATH_IMAGE006
小于梯形波
Figure 517756DEST_PATH_IMAGE002
时，输出高电位。本处中间段⑤时，也可以将梯形波与第三锯齿波相比较，当第三锯齿波
Figure 93597DEST_PATH_IMAGE005
大于梯形波
Figure 98462DEST_PATH_IMAGE002
时，输出低电位，当第三锯齿波
Figure 598714DEST_PATH_IMAGE005
小于梯形波
Figure 19331DEST_PATH_IMAGE002
时，输出高电位。
实施例2如图2所示，本实施例与实施例1的区别是本实施例产生的三相交流电。如图所示，图中四个载波中，上半轴W c1与W c2和下半轴W c3与W c4互为反相，并且两两交叉叠加；
在0~π/3区间，W m与W c1相比较；在π/3~2π/3区间，W m与W c1和W c2均可比较；在2π/3~π区间，W m与W c2相比较；在π~4π/3区间，W m与W c3相比较；在4π/3~5π/3区间，W m与W c3和W c4均可比较；在5π/3~2π区间，W m与W c4相比较。比较的条件是，当锯齿波大于梯形波时，输出低电位，当锯齿波小于梯形波时，输出高电位。
由图中可知，由于反相交叉的两个载波锯齿波互为倒相，而调制波也是互为倒相的关系，因此不管载波比是多少，也不管初始相位是多少，总能保证电流在两相之间严格切换，即保证了电流的连续性，如在2π/3~π区间，下半周和上半周对称，由另两个三角形来调制，同样，这两个三角形也互为倒相。
上面的方法保证了交换电流的两相严格互补的条件，即保证了电流的连续性，但不能保证交换相功率平衡，为了使三相的功率都平衡，即应保证每个波形的上升段和下降段的导通时间各为50%，即π/6。当载波比是3的整数倍时，输出的功率完全相等，与目前使用三角波或者其它波形相比，本实施例可以使用的锯齿波的频率多一倍，只要是3的倍数就可以，如图1、图2所示锯齿波的频率是梯形波的频率的36倍。

Claims (3)

1.一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，该方法采用调制波为梯形波，其特征在于：所述的方法采用的载波为锯齿波，包括以下步骤：
A、由梯形波发生器产生作为调制信号的梯形波（                                                
Figure 747271DEST_PATH_IMAGE001
），由锯齿波发生器产生与所述的梯形波（
Figure 657459DEST_PATH_IMAGE001
）振幅（
Figure 645006DEST_PATH_IMAGE002
）相同，频率为所述的梯形波（
Figure 946280DEST_PATH_IMAGE001
）频率的3的正整数倍的第一锯齿波（
Figure 335673DEST_PATH_IMAGE003
）、第二锯齿波（
Figure 682340DEST_PATH_IMAGE004
）、第三锯齿波（）和第四锯齿波（
Figure 981920DEST_PATH_IMAGE006
），其中所述的第二锯齿波（
Figure 163503DEST_PATH_IMAGE004
）是通过第一锯齿波（
Figure 681072DEST_PATH_IMAGE003
）波形的负半周经过反相后形成的锯齿波，第三锯齿波（
Figure 643212DEST_PATH_IMAGE005
）和第四锯齿波（
Figure 271639DEST_PATH_IMAGE006
）的波形分别为第一锯齿波（
Figure 307728DEST_PATH_IMAGE003
）和第二锯齿波（）以时间轴（轴）为对称轴的对称波形；
B、将所述的梯形波（
Figure 615103DEST_PATH_IMAGE001
）作为调制波，所述的第一锯齿波（
Figure 833595DEST_PATH_IMAGE003
）、第二锯齿波（）、第三锯齿波（
Figure 301803DEST_PATH_IMAGE005
）和第四锯齿波（
Figure 537612DEST_PATH_IMAGE006
）分别作为载波按以下步骤进行调制：
B1、在0~π/3区间，梯形波（
Figure 548293DEST_PATH_IMAGE001
）与第一锯齿波（
Figure 578566DEST_PATH_IMAGE003
）相比较，当第一锯齿波（
Figure 737015DEST_PATH_IMAGE003
）大于梯形波（
Figure 248286DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出低电位，当第一锯齿波（
Figure 441370DEST_PATH_IMAGE003
）小于梯形波（
Figure 642545DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出高电位；
B2、在π/3~2π/3区间，梯形波（
Figure 288290DEST_PATH_IMAGE001
）与第一锯齿波（
Figure 538005DEST_PATH_IMAGE003
）或者第二锯齿波（
Figure 585596DEST_PATH_IMAGE004
）比较，当第一锯齿波（）或者第二锯齿波（
Figure 90712DEST_PATH_IMAGE004
）大于梯形波（）时，输出低电位，当第一锯齿波（
Figure 46216DEST_PATH_IMAGE003
）或者第二锯齿波（
Figure 592122DEST_PATH_IMAGE004
）小于梯形波（
Figure 946880DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出高电位； 
B3、在2π/3~π区间，梯形波（
Figure 866295DEST_PATH_IMAGE001
）与第二锯齿波（
Figure 622898DEST_PATH_IMAGE004
）相比较，当第二锯齿波（
Figure 274459DEST_PATH_IMAGE004
）大于梯形波（
Figure 382093DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出低电位，当第二锯齿波（）小于梯形波（
Figure 388412DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出高电位；
B4、在π~4π/3区间，梯形波（
Figure 538771DEST_PATH_IMAGE001
）与第三锯齿波（
Figure 868121DEST_PATH_IMAGE005
）相比较，当第三锯齿波（
Figure 854970DEST_PATH_IMAGE005
）大于梯形波（
Figure 523848DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出低电位，当第三锯齿波（）小于梯形波（）时，输出高电位；
B5、在4π/3~5π/3区间，梯形波（
Figure 398766DEST_PATH_IMAGE001
）与第三锯齿波（
Figure 984468DEST_PATH_IMAGE005
）或者第四锯齿波（）比较，当第三锯齿波（
Figure 452676DEST_PATH_IMAGE005
）或者第四锯齿波（
Figure 55696DEST_PATH_IMAGE006
）大于梯形波（
Figure 495904DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出低电位，当第三锯齿波（
Figure 158967DEST_PATH_IMAGE005
）或者第四锯齿波（
Figure 687556DEST_PATH_IMAGE006
）小于梯形波（
Figure 94266DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出高电位；
B6、在5π/3~2π区间，梯形波（
Figure 592244DEST_PATH_IMAGE001
）与第四锯齿波（
Figure 160628DEST_PATH_IMAGE006
）相比较，当第四锯齿波（）大于梯形波（
Figure 383985DEST_PATH_IMAGE001
）时，输出低电位，当第四锯齿波（
Figure 798786DEST_PATH_IMAGE006
）小于梯形波（）时，输出高电位。
2.根据权利要求1所述的一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，其特征在于：所述的第一锯齿波（
Figure 976006DEST_PATH_IMAGE003
）、第二锯齿波（
Figure 724519DEST_PATH_IMAGE004
）、第三锯齿波（
Figure 931510DEST_PATH_IMAGE005
）和第四锯齿波（
Figure 110206DEST_PATH_IMAGE006
）的频率为梯形波（）频率的36倍。
3.根据权利要求1所述的一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波TPWM调制方法，其特征在于：该方法是一种基于锯齿波的三相多载波调制。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4341914B2 (ja) * 2004-04-30 2009-10-14 日本輸送機株式会社 多相キャリア発生装置および多相キャリア発生方法
JP2006054740A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Sanyo Electric Co Ltd パルス幅変調信号の生成方法、パルス幅変調信号の生成装置
CN101702588A (zh) * 2009-11-20 2010-05-05 燕山大学 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路
CN101895222B (zh) * 2010-06-02 2012-06-20 黑龙江科技学院 基于反相交叉的多载波tpwm调制方法

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