CN102594183A - 铁路客车逆变电源pwm调制方法 - Google Patents

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王旖雯
王婷
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Abstract

本发明涉及车载逆变电源的调制方法，具体涉及铁路客车逆变电源PWM调制方法，包括以下步骤：①利用随机函数生成一个随机数，依据该随机数，作为逆变电源PWM调制的载波比；②进行低开关损耗处理：柒电压空间矢量
Figure DSA00000675046300011
被均匀的分在两边并被零电压空间矢量代替，或者零矢量
Figure DSA00000675046300012
集中在中间并被柒矢量代替，一个周期的开关次数为4；③采用步骤①确定的PWM调制载波比、步骤②的低开关损耗处理，进行电压空间矢量调制，电压空间矢量调制完后，返回步骤①，进行下一轮车逆变电源PWM调制。本发明有效降低了逆变器的开关损耗，减小输出电压谐波，降低输出滤波器的要求，从而可以使用普通散热器实现自然冷却，降低输出滤波器成本，降低噪音。

Description

铁路客车逆变电源PWM调制方法
技术领域
本发明涉及车载逆变电源的调制方法，具体涉及铁路客车逆变电源PWM调制方法。
背景技术
目前客车DC600V车载逆变电源一般采用普通的空间矢量调制方法，在调制的过程中，需要采用高性能输出滤波器和高性能散热器，或者强迫风冷机进行散热降温，不仅开关损耗高、输出电压谐波值大，而且成本较高，噪音大，且占用场地大，不利于实际生产推广。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，而提供一种能有效的降低逆变器的开关损耗，减小输出电压谐波，降低输出滤波器的要求的铁路客车逆变电源PWM调制方法。
为实现上述目的，本发明设计的一种铁路客车逆变电源PWM调制方法，包括以下步骤：①、利用随机函数生成一个随机数，依据该随机数，确定逆变电源PWM调制的载波比；②、进行低开关损耗处理：柒电压空间矢量被均匀的分在两边并被零电压空间矢量
Figure BSA00000675046600012
代替，或者零矢量集中在中间并被柒矢量
Figure BSA00000675046600014
代替，这样一个周期的开关次数为4(普通的电压空间矢量调制的开关次数为6)，减少了1/3的开关次数；③、采用步骤①确定的PWM调制载波比、步骤②的低开关损耗处理，进行电压空间矢量调制。电压空间矢量调制完后，返回步骤①。
本发明将随机开关频率RPWM、低开关损耗PWM调制方法、电压空间矢量调制方法等有效结合在一起，通过合理调整零矢量来降低开关次数，从而达到降低开关损耗的目的；通过随机PWM使逆变器输出电压的谐波均匀分布在一个较宽的频率范围内，从而抑制噪声和机械振动的目的，有效降低了逆变器的开关损耗，减小输出电压谐波，降低输出滤波器的要求，从而可以使用普通散热器实现自然冷却，降低输出滤波器成本，降低噪音。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为采用本发明方法进行逆变电源PWM调制的开关序列变化图；
图3为现有普通的电压空间矢量调制方法的开关序列变化图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
下述的零矢量
Figure BSA00000675046600021
即为零电压空间矢量柒矢量
Figure BSA00000675046600023
即为柒电压空间矢量
如图1所示的铁路客车逆变电源PWM调制方法，包括以下步骤：①、利用随机函数生成一个随机数，依据该随机数，确定逆变电源PWM调制的载波比；②、进行低开关损耗处理：两种处理方式，第一种是柒矢量
Figure BSA00000675046600025
被均匀的分在两边并被零矢量
Figure BSA00000675046600031
代替，开关序列变为第二种为零矢量
Figure BSA00000675046600033
集中在中间并被柒矢量
Figure BSA00000675046600034
代替，开关序列变为
Figure BSA00000675046600035
这两种方式的一个周期开关次数都为4；③、采用步骤①确定的PWM调制载波比、步骤②的低开关损耗处理，进行电压空间矢量调制。电压空间矢量调制完后，返回步骤①。
图2为低损耗低噪音PWM调制方法的开关序列变化图实例图，其中T1，T2……是随机函数产生的随机数，柒矢量
Figure BSA00000675046600036
被均匀的分在两边并被零矢量
Figure BSA00000675046600037
代替，开关序列变为
Figure BSA00000675046600038
一个周期的开关次数为4，零电压空间矢量
Figure BSA00000675046600039
和柒电压空间向量分别对应逆变器上半桥开关管的全部导通，或者下半桥开关管的全部导通，而普通的电压空间矢量调制的开关序列为
Figure BSA000006750466000311
参阅图3所示，开关次数为6，与普通的电压空间矢量调制方法相比，本发明方法减少了1/3的开关次数，有效的降低了开关次数。故利用电压空间矢量调制可以减小转矩脉动、减小电流畸变、提高电压利用率；利用低损耗低噪音PWM调制方法，可以减少1/3的开关次数，有效的降低了开关损耗；利用随机开关频率RPWM可以减小输出电压谐波，降低输出滤波器的要求从而实现了低损耗低噪音的目的，可以使用普通散热器实现自然冷却，降低输出滤波器成本，降低噪音。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种铁路客车逆变电源PWM调制方法，其特征在于包括以下步骤：
①、利用随机函数生成一个随机数，依据该随机数，作为逆变电源PWM调制的载波比；
②、进行低开关损耗处理：柒电压空间矢量
Figure FSA00000675046500011
被均匀的分在两边并被零电压空间矢量代替，或者零矢量
Figure FSA00000675046500012
集中在中间并被柒矢量
Figure FSA00000675046500013
代替，一个周期的开关次数为4；
③、采用步骤①确定的PWM调制载波比、步骤②的低开关损耗处理，进行电压空间矢量调制，电压空间矢量调制完后，返回步骤①，进行下一轮逆变电源PWM调制。
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