CN108123618A - 一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器,使得三相变流器可以根据调制参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求,并且提高了三相变流器系统的稳定性。本发明实施例方法包括:获取三相变流器的调制参数,三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,运行参数用于指示三相变流器的运行状态;当调制参数满足CPWM条件时,选择CPWM作为三相变流器的调制方式;当调制参数满足DPWM条件时,选择DPWM作为三相变流器的调制方式;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器。
背景技术
随着经济社会的发展,能源危机逐步凸显以及全球环境的逐渐恶化,发展和使用清洁替代能源已成为的能源行业的重要目标。伴随新能源发电、储能以及新能源汽车产业的不断发展,作为核心能源控制装置的变流器成为清洁能源应用的关键因素之一。
在众多种类的变流器中,三相变流器是应用最为广泛的变流器之一,用于连接三相交流电力系统以及直流电力系统并实现两个系统之间能量传递。根据能量流向的不同又区分为整流和逆变两种工作状况,其中能量从直流系统传递到交流系统被称为逆变,而从交流系统传递到直流系统称为整流。转换效率和电能质量是三相变流器的两个关键技术指标,而调制方式直接影响着开关器件的通断状态,因此是影响其转换效率和电能质量的关键因素之一。常用的三相变流器的脉宽调制手段为脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation,PWM),即对开关网络中各器件的驱动脉冲的宽度进行控制。最直接的实现形式为将载波与调制波进行比较,以比较结果来控制开关器件的通断状态。
PWM又可以分为连续脉冲宽度调制(Continuous Pulse Width Modulation,CPWM)和不连续脉冲宽度调制(Discontinuous Pulse Width Modulation,DPWM)。和CPWM相比,DPWM的开关次数更少,因此开关损耗较小,从而能够提高变流器的功率变换效率。但是,DPWM的各种调制方式谐波畸变率普遍高于CPWM的方式。
为平衡系统功率变换效率以及电流谐波两方面,现有的两种技术分别为:一、在电动汽车逆变器应用中,根据电动机转矩以及转速为参考,在CPWM和DPWM之间进行调制方式的选择;二、在光伏逆变器中,根据通过对逆变器稳定运行状态进行监控,不稳定时采用CPWM调制方式,而在稳定时采用DPWM调制方式。
但是,现有方法一仅适用于电机驱动应用场景中,无法满足大功率的三相交流电力系统以及直流电力系统的并网等应用中;而现有方法二是保护性方法,其目的是为了解决变流器运行过程中的故障或异常问题,并未考虑谐波指标优化等。并且现有方法一和二都只对某参数(例如调制度)设定一个阈值来选择调制方式,这样存在一定的稳定性隐患,即当该参数位于该阈值附近,由于采样误差以及控制误差等影响,可能会频繁地在阈值上下波动,从而频繁切换调制方式,可能会导致变流器系统失稳。
发明内容
本申请提供了一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器,使得三相变流器可以根据调制参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求,并且提高了三相变流器系统的稳定性。
本发明第一方面提供一种脉冲宽度调制方法,应用于三相变流器,所述脉冲宽度调制方法包括:
获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
三相交流电力系统和直流电力系统之间的能量传递,一般是通过三相变流器实现的,调制方式是影响三相变流器的转换效率和电能质量的关键因素之一,调制方式包括DPWM和CPWM,DPWM与CPWM相比,DPWM的开关次数更少,因此能够转换效率高;在变流器调制度比较高时,DPWM的谐波畸变率与CPWM接近,但是变流器调制度比较低时,DPWM的谐波畸变率比CPWM大很多,因此,需要根据变流器的调制参数不同的情况下,选择出最合适的调制方式。预先设置了CPWM条件和DPWM条件需要考虑变流器调制度和运行参数,即三相变流器的调制方式为CPWM或DPWM的时候,预设了变流器调制度的取值范围以及运行参数的取值范围。首先通过测量、计算或者外部输入等方式获取三相变流器的调制参数,在调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时三相变流器的最优的调制方式为CPWM;在调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时三相变流器的最优的调制方式为DPWM;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,则选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,与现有技术一和二相比,根据变流器调制度和运行参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求;并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
结合本发明第一方面,本发明第一方面第一实施方式中,所述运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
所述获取所述三相变流器的调制参数,包括:
检测所述三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值;
根据所述三相电流值计算得到共模电流值;
对所述共模电流值和所述无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
根据滑动求和方式计算得到所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和。
在选择调制方式时,由于变流器调制度比较高时,DPWM的谐波畸变率与CPWM接近,变流器调制度比较低时,DPWM的谐波畸变率比CPWM大很多,可见变流器调制度是一个重要参数,而在实际应用中,直流母线电压和交流侧电压都会影响到三相变流器的运行状态,变流器输出或吸收的无功功率也会影响到变流器交流侧电压的大小,因此,将变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值和共模电流值都作为调制方式选择的依据,变流器调制度是调制波幅值和载波幅值的比值,可以直接检测得到,由于直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值也可以直接检测得到,共模电流值是三个桥臂交流端口的三相电流值的平均值,取共模电流值和无功功率值的绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值,根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和及小于第二共模电流阈值的次数和,上一个控制周期的调制方式从调制方式的记录中可以获取到,由此可见,在调制方式的选择过程中需要用到的三相变流器的调制参数的获取途径都容易实现。
结合本发明第一方面第一实施方式,本发明第一方面第二实施方式中,
所述调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
所述变流器调制度小于第一调制度阈值;
所述无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
所述直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
所述调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
所述变流器调制度大于第二调制度阈值;
所述无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
所述直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
在进行调制方式的选择之前,预先设置好CPWM条件和DPWM条件,CPWM条件为四个条件项:变流器调制度小于第一调制度阈值、无功功率绝对值大于第一无功功率阈值、直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值和共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值。其中,第一调制度阈值、第一无功功率阈值、第一直流母线电压阈值及第一共模电流次数阈值都是预先设置的,满足CPWM条件中的四条项中的至少一个,就表示满足CPWM条件;DPWM条件为四个条件项:变流器调制度大于第二调制度阈值、无功功率绝对值小于第二无功功率阈值、直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值和共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。其中,第二调制度阈值、第二无功功率阈值、第二直流母线电压阈值及第二共模电流次数阈值都是预先设置的,DPWM条件中的四个条件项都满足,就表示满足DPWM条件。
结合本发明第一方面第二实施方式,本发明第一方面第三实施方式中,所述方法还包括:
根据选择的所述CPWM或所述DPWM生成对应的调制波。
选择出的调制方式为CPWM或DPWM后,根据CPWM或DPWM产生对应的调制波,并且将调制波与载波信号进行比较叠加后,作为三相变流器的开关器件的驱动信号,驱动开关器件进行开关动作。
结合本发明第一方面、第一方面第一实施方式、第一方面第二实施方式或第一方面第三实施方式,本发明第一方面第四实施方式中,
所述CPWM包括SPWM、THIPWM和SVPWM;
所述DPWM包括DPWMMAX、DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和GDPWM。
在实际情况下,CPWM指的是每个控制周期内每相桥臂总有一个开关动作,可以包括SPWM、THIPWM和SVPWM三种分类;DPWM是指在一定的开关控制周期时间内,变流器的某相桥臂被钳位在正直流母线或者负直流母线,在该钳位时间内,该相开关器件常通或常断,没有开关动作,一般包括DPWMMAX、DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和GDPWM。
本发明第二方面提供一种脉冲宽度调制系统,应用于三相变流器,所述脉冲宽度调制系统包括:
获取模块,用于获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
调制方式选择模块,用于当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述调制方式选择模块,还用于当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述调制方式选择模块,还用于当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
三相交流电力系统和直流电力系统之间的能量传递,一般是通过三相变流器实现的,调制方式是影响三相变流器的转换效率和电能质量的关键因素之一,调制方式包括DPWM和CPWM,DPWM与CPWM相比,DPWM的开关次数更少,因此能够转换效率高;在变流器调制度比较高时,DPWM的谐波畸变率与CPWM接近,但是变流器调制度比较低时,DPWM的谐波畸变率比CPWM大很多,因此,需要根据变流器的调制参数不同的情况下,选择出最合适的调制方式。预先设置了CPWM条件和DPWM条件需要考虑变流器调制度和运行参数,即三相变流器的调制方式为CPWM或DPWM的时候,预设了变流器调制度的取值范围以及运行参数的取值范围。首先获取模块通过测量、计算或者外部输入等方式获取三相变流器的调制参数,在调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时调制方式选择模块选择的最优的调制方式为CPWM;在调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时调制方式选择模块选择的最优的调制方式为DPWM;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,则调制方式选择模块选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,与现有技术一和二相比,提升了三相变流器的能量转换效率的同时保证了能够满足谐波标准,并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
结合本发明第二方面,本发明第二方面第一实施方式中,所述运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
所述获取模块,具体用于检测所述三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值;
所述获取模块,还用于根据所述三相电流值计算得到共模电流值;
所述获取模块,还用于对所述共模电流值和所述无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
所述获取模块,还用于根据滑动求和方式计算得到所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和及小于第二共模电流阈值的次数和。
在选择调制方式时,由于变流器调制度比较高时,DPWM的谐波畸变率与CPWM接近,变流器调制度比较低时,DPWM的谐波畸变率比CPWM大很多,可见变流器调制度是一个重要参数,而在实际应用中,直流母线电压和交流侧电压都会影响到三相变流器的运行状态,变流器输出或吸收的无功功率也会影响到变流器交流侧电压的大小,因此,将变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值和共模电流值都作为调制方式选择的依据,变流器调制度是调制波幅值和载波幅值的比值,获取模块可以直接检测得到,由于直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值获取模块也可以直接检测得到,共模电流值是三个桥臂交流端口的三相电流值的平均值,获取模块取共模电流值和无功功率值的绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值,获取模块根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和及小于第二共模电流阈值的次数和,上一个控制周期的调制方式从调制方式的记录中可以获取到,由此可见,在调制方式的选择过程中需要用到的三相变流器的调制参数的获取途径都容易实现。
结合本发明第一方面第一实施方式,本发明第一方面第二实施方式中,
所述调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
所述变流器调制度小于第一调制度阈值;
所述无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
所述直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
所述调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
所述变流器调制度大于第二调制度阈值;
所述无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
所述直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
在进行调制方式的选择之前,预先设置好CPWM条件和DPWM条件,CPWM条件为四个条件项:变流器调制度小于第一调制度阈值、无功功率绝对值大于第一无功功率阈值、直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值和共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值。其中,第一调制度阈值、第一无功功率阈值、第一直流母线电压阈值及第一共模电流次数阈值都是预先设置的,满足CPWM条件中的四条项中的至少一个,就表示满足CPWM条件;DPWM条件为四个条件项:变流器调制度大于第二调制度阈值、无功功率绝对值小于第二无功功率阈值、直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值和共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。其中,第二调制度阈值、第二无功功率阈值、第二直流母线电压阈值及第二共模电流次数阈值都是预先设置的,DPWM条件中的四个条件项都满足,就表示满足DPWM条件。
结合本发明第二方面第二实施方式,本发明第二方面第三实施方式中,所述脉冲宽度调制系统还包括:
调制模块,用于根据选择的所述CPWM或所述DPWM生成对应的调制波。
调制方式选择模块选择出的调制方式为CPWM或DPWM后,调制模块根据CPWM或DPWM产生对应的调制波,并且将调制波与载波信号进行比较叠加后,作为三相变流器的开关器件的驱动信号,驱动开关器件进行开关动作
结合本发明第二方面、第二方面第一实施方式、第二方面第二实施方式或第二方面第三实施方式,本发明第二方面第四实施方式中,
所述CPWM包括正弦脉宽调制SPWM、三次谐波注入脉宽调制THIPWM和空间矢量脉宽调制SVPWM;
所述DPWM包括最大连续脉宽调制DPWMMAX、最小连续脉宽调制DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和常规型不连续脉宽调制GDPWM。
在实际情况下,CPWM指的是每个控制周期内每相桥臂总有一个开关动作,可以包括SPWM、THIPWM和SVPWM三种分类;DPWM是指在一定的开关控制周期时间内,变流器的某相桥臂被钳位在正直流母线或者负直流母线,在该钳位时间内,该相开关器件常通或常断,没有开关动作,一般包括DPWMMAX、DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和GDPWM。
本发明第三方面提供一种控制器,应用于三相变流器,包括:
处理器、存储器及信号接口之间互相连接,存储器中存储有处理器的运行指令,
所述信号接口,用于获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
所述处理器,用于当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述处理器,还用于当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述处理器,还用于当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
预先设置了CPWM条件和DPWM条件需要考虑变流器调制度和运行参数,即三相变流器的调制方式为CPWM或DPWM的时候,预设了变流器调制度的取值范围以及运行参数的取值范围。首先信号接口通过测量、计算或者外部输入等方式获取三相变流器的调制参数,在调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时处理器选择的最优的调制方式为CPWM;在调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时处理器选择的最优的调制方式为DPWM;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,则处理器选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,与现有技术一和二相比,根据变流器调制度和运行参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求;并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请提供的三相变流器的系统结构图;
图2为本申请提供的变流器调制度和谐波畸变率的曲线关系图;
图3为本申请提供的变流器调制度M=1.1时的DPWM调制波的波形示意图;
图4为本申请提供的变流器调制度M=0.88时的DPWM调制波的波形示意图;
图5为本申请提供的脉冲宽度调制方法的一个实施例的流程示意图;
图6为本申请提供的计算Na和Nb过程的阶段示意图;
图7为本申请提供的判断调度参数是否满足DPWM条件和CPWM条件的示意图;
图8为本申请提供的脉冲宽度调制系统的一个实施例的结构示意图;
图9为本申请提供的脉冲宽度调制系统的另一个实施例的结构示意图;
图10为本申请提供的控制器的一个实施例结的构示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器,使得三相变流器可以根据调制参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求,并且提高了三相变流器系统的稳定性。
下面将结合本申请中的附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
首先简单介绍本发明应用的系统构架或场景。
本发明应用于变流器,尤其是目前应用最广泛的三相变流器,三相变流器用于连接三相交流电力系统以及直流电力系统并实现两个系统之间能量传递。根据能量流向的不同又区分为整流和逆变两种工作状况,其中能量从直流系统传递到交流系统被称为逆变,而从交流系统传递到直流系统称为整流。因此,大部分应用场景下,整流和逆变均可采用同样的系统来实现,典型的三相变流器的系统结构如图1所示,包括直流系统、开关网络、控制器、滤波器及交流系统,滤波器用于在整流的过程中,进行交流电的过滤,开关网络包括开关器件,控制器通过调制方式控制开关网络中的各开关器件的导通或断开动作,从而开启和关闭交流系统和直流系统之间的能量传递。而脉宽调制系统就处于控制器中,通过脉宽调制方式实现调制方式的选择。
脉冲宽度调制方式为PWM,即对开关网络中各开关器件的驱动脉冲的宽度进行控制。最直接的实现形式为将载波与调制波进行比较,以比较结果来控制开关器件的通断状态。PWM可以分为CPWM和DPWM。CPWM是指在每个开关周期内每相桥臂总有一个开关动作,常见的方式有正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)、空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)和三次谐波注入脉宽调制(ThirdHarmonic Injection PWM,THIPWM);DPWM是指在一定的开关时期内,变流器的某相桥臂被钳位在正直流母线或者负直流母线,在该钳位时间内,该相开关器件常通或常断,没有开关动作。常见的DPWM调制包括DPWM0,DPWM1,DPWM2,DPWM3,DPWMMAX,DPWMMIN和GDPWM(GeneralDPWM)等方式,图2为常见PWM调制方式下,变流器调制度M与谐波畸变率(HarmonicDistortion Frequency,HDF)的关系曲线图。如图2可以看出,DPWM的调制方式的谐波畸变率普遍高于CPWM的方式,但是在调制度比较高的时候,DPWM和CPWM的谐波畸变率较为接近,而在调制度较低时,DPWM的谐波畸变率要比CPWM的大很多。但是,DPWM和CPWM相比,调制方式为DPWM时,开关器件的通断次数更少,因此开关损耗较小,由此DPWM比CPWM的能量转换效率高。
本发明脉冲宽度调制方法的依据是:DPWM在变流器调制度较低时谐波畸变率远大于CPWM,而在变流器调制度比较高时,谐波畸变率水平和CPWM接近。当变流器调制度比较大时,实现DPWM注入的共模信号较小,如图3所示为变流器调制度M=1.1时DPWM调制波的示意图,此时输出波形接近正弦波,既可满足降低损耗亦可满足输出电流畸变小的要求,此时变流器应采用DPWM;当变流器调制度比较小时,如图4所示为变流器调制度M=0.88时DPWM调制波的示意图,此时输出的调制波的波形畸变严重,此时应采用CPWM,来保证变流器的稳定。
变流器调制度被定义为调制波幅值和载波幅值的比值。在实际应用中,直流母线电压和交流侧电压都会影响到三相变流器的运行状态,而变流器输出或吸收的无功功率也会影响到变流器交流侧电压的大小。而在不同的调制方式下,三相变流器的运行状态直接体现在各参数上,直流母线电压、交流电压和无功功率等影响三相变流器的运行状态的参数的取值超过或低于某一值时,就会导致三相变流器出现故障或者异常等问题,因此,直流母线电压值、交流电压值和无功功率值等参数也需要作为变流器调制方式选择的依据,具体情况在下面的实施例中会详细描述。
下面通过实施例对应用于上述系统构架或场景中的脉宽调制方法进行说明。
请参阅图5,本发明实施例提供一种脉冲宽度调制方法,包括:
501、获取三相变流器的调制参数;
本实施例中,三相变流器在结束上一个控制周期之后开始当前控制周期之时,需要选择出适合当前控制周期的调制方式,调制方式包括CPWM和DPWM,由上述系统构架或场景可知,三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,运行参数用于指示三相变流器的运行状态。
502、当调制参数满足CPWM条件时,选择CPWM作为三相变流器的调制方式;
本实施例中,CPWM条件为预先设置的,即调制参数在满足CPWM条件时,三相变流器最适合的调用方式为CPWM,当调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,那么选择CPWM作为调制方式。
503、当调制参数满足DPWM条件时,选择DPWM作为三相变流器的调制方式;
本实施例中,DPWM条件为预先设置的,即调制参数在满足DPWM条件时,三相变流器最适合的调用方式为DPWM,当调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,那么选择DPWM作为调制方式。
505、当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式。
本实施例中,当调制参数既不满足CPWM条件也不满足DPWM条件时,那么在当前的控制周期中DPWM和CPWM这两种调制方式都不适合三相变流器,则当前控制周期中三相变流器的调制方式保持与上一个控制周期相同的调制方式,可以避免调制方式的反复切换。上一个控制周期的调制方式可以记录在调制方式的历史信息中,在需要时可以通过查询调制方式的历史信息得到每一个控制周期的调制方式,此外,还可以通过其他方式得到上一个控制周期的调制方式,具体不做限定。
本发明实施例中,调制方式的选择与现有技术一和二相比,根据变流器调制度和运行参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求;并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
在变流器调制度比较高时,DPWM的谐波畸变率与CPWM接近,变流器调制度比较低时,DPWM的谐波畸变率比CPWM大很多,可见变流器调制度是一个重要参数,而在实际应用中,直流母线电压和交流侧电压都会影响到三相变流器的运行状态,变流器输出或吸收的无功功率也会影响到变流器交流侧电压的大小,因此,将变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值和共模电流值都作为调制方式选择的依据,变流器调制度加上以下三个运行参数是选择调制方式的关键,运行参数包括:直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,下面将通过实施例对获取三相变流器的调制参数进行说明。
可选的,本发明的一些实施例中,运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
获取三相变流器的调制参数,包括:
检测三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值;
根据三相电流值计算得到共模电流值;
对共模电流值和无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和。
本发明实施例中,通过对三相变流器各端口的检测,可以得到变流器调制度M、直流母线电压值Vdc、无功功率值Q及三个桥臂交流端口的三相电流值,三相电流值分别为ia、ib和ic,对三相电流值取平均值得到共模电流值icom,icom=(ia+ib+ic)/3,对共模电流值icom和无功功率值Q进行绝对值处理,得到共模电流绝对值|icom|及无功功率绝对值|Q|,根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值|icom|在设定时间长度T之内大于第一共模电流阈值iTH1的次数和Na及小于第二共模电流阈值iTH2的次数和Nb具体如下:
设定两个中间数组N1和N2,分别作为计算Na和Nb过程的中间变量。如图6所示,计算Na和Nb过程可以等效划分为三个阶段:初始化阶段、逻辑比较计数阶段和时间长度判断阶段;
1、初始化阶段,将数组N1和N2中各元素置零。
2、逻辑比较计数阶段,将滑动计数值n置零,判断|icom|是否大于iTH1或小于iTH2:
若|icom|大于iTH1,则N1[n]置1,N2[n]置0;
若|icom|小于iTH2,则N1[n]置1,N2[n]置0;
若|icom|即不大于iTH1,也不小于iTH2,则N1[n]和N2[n]均置0;
计算Na和Nb,其中Na等于N1数组中各元素之和,Nb等于N2数组中各元素之和;
将滑动计数值n增加1。
3、时间长度判断阶段,判断是否完成T的求和,其判断依据为检测滑动计数值n是否大于T与控制周期时间Δt之商,若是,则先将滑动计数值n置零,再执行共模电流绝对值|icom|的逻辑比较计数;若否,则继续执行共模电流绝对值|icom|的逻辑比较计数。
至此,得到变流器调制参数的变流器调制度M、直流母线电压值Vdc、无功功率绝对值|Q|及共模电流绝对值|icom|在设定时间长度T之内大于第一共模电流阈值iTH1的次数和Na及小于第二共模电流阈值iTH2的次数和Nb,而且根据调制方式的记录,可以获得上一个控制周期的调制方式,由此可见,变流器调制参数的获取途径都可以通过计算或者直接检测得到,在本发明的方案的实施过程中是易于实现的。
需要说明的是,在实际应用中,运行参数还可以包括除直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和之外的其他参数,具体不做限定。
可选的,本发明的一些实施例中,
调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
变流器调制度小于第一调制度阈值;
无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
变流器调制度大于第二调制度阈值;
无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
本发明实施例中,在进行调制方式的选择之前,预先设置好CPWM条件和DPWM条件,基于以上的实施例,在设置CPWM条件和DPWM条件时,需要为调制参数中每一个参数分别设置条件项,CPWM条件的四个条件项为:一、变流器调制度M小于第一调制度阈值MTH1;二、无功功率绝对值|Q|大于第一无功功率阈值QTH1;三、直流母线电压值Vdc大于第一直流母线电压阈值VTH1;四、Na大于第一共模电流次数阈值NTH1。满足CPWM条件中四个条件项中的一个,就表示满足CPWM条件。DPWM条件的四个条件项为:一、变流器调制度M大于第二调制度阈值MTH2;二、无功功率绝对值|Q|小于第二无功功率阈值QTH2;三、直流母线电压值Vdc小于第二直流母线电压阈值VTH2;四、Nb小于第二共模电流次数阈值NTH2。DPWM条件中的四个条件项同时满足,就表示满足DPWM条件。需要说明的是,由于预设条件时是分别针对不同调制方式设置的,那么CPWM条件和DPWM条件的各条件项中各阈值是不重叠的,那么也存在调制参数既不满足CPWM条件也不满足DPWM条件的情况。
以上实施例对变流器的调制参数的获取和DPWM条件和CPWM条件的详情进行了说明,在实际应用中,由于调制参数存在四个参数,而且DPWM条件和CPWM条件各存在四个条件项,那么得知调度参数满足CPWM条件或DPWM条件,或同时不满足CPWM条件和DPWM条件之前,还需要一个判断步骤,在判断过程中,由于当前控制周期和上一个控制周期之间的切换时间较短,为了快速的选择出调制方式,判断调度参数中的四个参数是否满足DPWM条件和CPWM条件中对应的条件项采用并行处理方式,但是不限定并行处理方式是唯一的方式,并行处理方式具体如图7所示。
可选的,本发明的一些实施例中,脉冲宽度调制方法还包括:
根据选择的CPWM或DPWM生成对应的调制波。
在选择出当前控制周期的调制方式后,按照调制方式(CPWM或DPWM)产生对应的调制波,并且将调制波与载波信号进行比较叠加后,作为三相变流器的开关器件的驱动信号,驱动开关器件进行开关动作。
需要说明的是,现有的情况下,CPWM包括SPWM、THIPWM和SVPWM等,DPWM包括DPWMMAX、DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和GDPWM等。
上述实施例对脉冲宽度调制方法进行了说明,以下实施例对脉冲宽度调制系统进行说明。
请参阅图8,本发明实施例提供一种脉冲宽度调制系统,包括:
获取模块801,用于获取三相变流器的调制参数,三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,运行参数用于指示三相变流器的运行状态;
调制方式选择模块802,用于当获取模块801获取的调制参数满足CPWM条件时,选择CPWM作为三相变流器的调制方式;
调制方式选择模块802,还用于当获取模块801获取的调制参数满足DPWM条件时,选择DPWM作为三相变流器的调制方式;
调制方式选择模块802,还用于当获取模块801获取的调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式。
本发明实施例中,预先设置了CPWM条件和DPWM条件需要考虑变流器调制度和运行参数,即三相变流器的调制方式为CPWM或DPWM的时候,预设了变流器调制度的取值范围以及运行参数的取值范围。首先获取模块801通过测量、计算或者外部输入等方式获取三相变流器的调制参数,在调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时调制方式选择模块802选择的最优的调制方式为CPWM;在调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时调制方式选择模块802选择的最优的调制方式为DPWM;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,则调制方式选择模块802选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,与现有技术一和二相比,提升了三相变流器的能量转换效率的同时保证了能够满足谐波标准,并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
可选的,本发明的一些实施例中,运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
获取模块801,具体用于检测三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三个桥臂交流端口的三相电流值;
获取模块801,还用于根据三相电流值计算得到共模电流值;
获取模块801,还用于对共模电流值和无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
获取模块801,还用于根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和。
本发明实施例中,通过对三相变流器各端口的检测,获取模块801可以得到变流器调制度M、直流母线电压值Vdc、无功功率值Q及三个桥臂交流端口的三相电流值,三相电流值分别为ia、ib和ic,对这三相电流值取平均值得到共模电流值icom,icom=(ia+ib+ic)/3,对共模电流值icom和无功功率值Q进行绝对值处理,得到共模电流绝对值|icom|及无功功率绝对值|Q|,根据滑动求和方式计算得到共模电流绝对值|icom|在设定时间长度T之内大于第一共模电流阈值iTH1的次数和Na及小于第二共模电流阈值iTH2的次数和Nb具体如下:
获取模块801设定两个中间数组N1和N2,分别作为计算Na和Nb过程的中间变量。如图6所示,计算Na和Nb过程可以等效划分为三个阶段:初始化阶段、逻辑比较计数阶段和时间长度判断阶段;
1、初始化阶段,获取模块801将数组N1和N2中各元素置零。
2、逻辑比较计数阶段,获取模块801将滑动计数值n置零,判断|icom|是否大于iTH1或小于iTH2:
若|icom|大于iTH1,则N1[n]置1,N2[n]置0;
若|icom|小于iTH2,则N1[n]置1,N2[n]置0;
若|icom|即不大于iTH1,也不小于iTH2,则N1[n]和N2[n]均置0;
获取模块801计算Na和Nb,其中Na等于N1数组中各元素之和,Nb等于N2数组中各元素之和;
获取模块801将滑动计数值n增加1。
3、时间长度判断阶段,获取模块801判断是否完成T的求和,其判断依据为检测滑动计数值n是否大于T与控制周期时间Δt之商,若是,则先将滑动计数值n置零,再执行共模电流绝对值|icom|的逻辑比较计数;若否,则继续执行共模电流绝对值|icom|的逻辑比较计数。
至此,获取模块801得到变流器调制参数的变流器调制度M、直流母线电压值Vdc、无功功率绝对值|Q|及共模电流绝对值|icom|在设定时间长度T之内大于第一共模电流阈值iTH1的次数和Na及小于第二共模电流阈值iTH2的次数和Nb,而且获取模块801根据调制方式的记录,可以获得上一个控制周期的调制方式,由此可见,变流器调制参数的获取途径都可以通过计算或者直接检测得到,在本发明的方案的实施过程中是易于实现的。
可选的,本发明的一些实施例中,
调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
变流器调制度小于第一调制度阈值;
无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
变流器调制度大于第二调制度阈值;
无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
本发明实施例中,在进行调制方式的选择之前,预先设置好CPWM条件和DPWM条件,基于以上的实施例,这设置第一模式条件和第二模式条件时,需要为变流器调制参数中各参数分别设置条件项,第一模式条件为:变流器调制度M小于第一调制度阈值MTH1、无功功率绝对值|Q|大于第一无功功率阈值QTH1、直流母线电压值Vdc大于第一直流母线电压阈值VTH1及Na大于第一共模电流次数阈值NTH1,满足第一模式条件中的四条中的一个,就表示满足第一模式条件;第二模式条件为:变流器调制度M大于第二调制度阈值MTH2、无功功率绝对值|Q|小于第二无功功率阈值QTH2、直流母线电压值Vdc小于第二直流母线电压阈值VTH2及Nb小于第二共模电流次数阈值NTH2,满足第二模式条件中的四条,就表示满足第二模式条件。需要说明的是,由于第一模式条件和第二模式条件是分别针对不同调制方式设置的,那么第一模式条件和第二模式条件的条件项中各阈值是不重叠的,那么也存在三相变流器的调制参数既不满足第一模式条件也不满足第二模式条件的情况。
可选的,如图9所示,本发明的一些实施例中,脉冲宽度调制系统还包括:
调制模块901,用于根据调制方式选择模块802选择的CPWM或DPWM生成对应的调制波。
本发明实施例中,调制方式选择模块802选择出的调制方式为CPWM或DPWM后,调制模块901根据CPWM或DPWM产生对应的调制波,并且将调制波与载波信号进行比较叠加后,作为三相变流器的开关器件的驱动信号,驱动开光网络中的开关器件进行开关动作。
以上实施例对脉冲宽度调制方法和脉冲宽度调制系统进行了详细说明,下面对脉冲宽度调制系统的实体装置进行说明,实体装置为图10中所示的控制器,具体如下:
请参阅图10,本发明提供一种控制器,包括:
处理器1001、存储器1002及信号接口1003之间互相连接,存储器1001中存储有处理器1001的运行指令,
信号接口1003,用于获取三相变流器的调制参数,三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
处理器1001,用于当调制参数满足CPWM条件时,选择CPWM作为三相变流器的调制方式;
处理器1001,还用于当调制参数满足DPWM条件时,选择DPWM作为三相变流器的调制方式;
处理器1001,还用于当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,调制方式为CPWM或DPWM。
本发明实施例中,预先设置了CPWM条件和DPWM条件需要考虑变流器调制度和运行参数,即三相变流器的调制方式为CPWM或DPWM的时候,预设了变流器调制度的取值范围以及运行参数的取值范围。首先信号接口1003通过测量、计算或者外部输入等方式获取三相变流器的调制参数,在调制参数满足CPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合CPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时处理器1001选择的最优的调制方式为CPWM;在调制参数满足DPWM条件时,表示变流器调制度和运行参数的值符合DPWM条件的取值范围,并且三相变流器正常运行,无故障或异常问题,此时处理器1001选择的最优的调制方式为DPWM;当调制参数不满足CPWM条件且不满足DPWM条件时,则处理器1001选择三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,与现有技术一和二相比,根据变流器调制度和运行参数选择调制方式,保证了三相变流器的正常运行的同时满足谐波标准要求;并且调制参数在CPWM条件和DPWM条件都不满足的情况下,选择与上一个控制周期相同的调制方式,避免了调制方式的反复切换,从而提高了三相变流器系统的稳定性。
图10所示的控制器还包括一个或一个以上存储应用程序1005或数据1006的存储介质1004(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器1002和存储介质1004可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1004的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出),每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,处理器1001可以设置为与存储介质1004通信,在服务器上执行存储介质1004中的一系列指令操作。
控制器还可以包括一个或一个以上操作系统1007,例如Windows ServerTM,MacOS XTM,UnixTM,LinuxTM或FreeBSDTM等等。
应注意,本发明上述方法实施例可以应用于处理器中,或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解,本发明实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Souble sata rateSDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Directrambus RAM,DR RAM)。应注意,本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种脉冲宽度调制方法,应用于三相变流器,其特征在于,所述脉冲宽度调制方法包括:
获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
2.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制方法,其特征在于,所述运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
所述获取所述三相变流器的调制参数,包括:
检测所述三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三相电流值;
根据所述三相电流值计算得到共模电流值;
对所述共模电流值和所述无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
根据滑动求和方式计算得到所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和。
3.根据权利要求2所述的脉冲宽度调制方法,其特征在于,所述调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
所述变流器调制度小于第一调制度阈值;
所述无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
所述直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
所述调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
所述变流器调制度大于第二调制度阈值;
所述无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
所述直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
4.根据权利要求3中所述的脉冲宽度调制方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据选择的所述CPWM或所述DPWM生成对应的调制波。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的脉冲宽度调制方法,其特征在于,
所述CPWM包括正弦脉宽调制SPWM、三次谐波注入脉宽调制THIPWM和空间矢量脉宽调制SVPWM;
所述DPWM包括最大连续脉宽调制DPWMMAX、最小连续脉宽调制DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和常规型不连续脉宽调制GDPWM。
6.一种脉冲宽度调制系统,应用于三相变流器,其特征在于,所述脉冲宽度调制系统包括:
获取模块,用于获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
调制方式选择模块,用于当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述调制方式选择模块,还用于当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述调制方式选择模块,还用于当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
7.根据权利要求6所述的脉冲宽度调制系统,其特征在于,所述运行参数包括直流母线电压值、无功功率绝对值及共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和,
所述获取模块,具体用于检测所述三相变流器得到变流器调制度、直流母线电压值、无功功率值及三相电流值;
所述获取模块,还用于根据所述三相电流值计算得到共模电流值;
所述获取模块,还用于对所述共模电流值和所述无功功率值分别取绝对值,得到共模电流绝对值及无功功率绝对值;
所述获取模块,还用于根据滑动求和方式计算得到所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和以及小于第二共模电流阈值的次数和。
8.根据权利要求7所述的脉冲宽度调制系统,其特征在于,所述调制参数满足CPWM条件为满足以下四个条件项中的至少一个:
所述变流器调制度小于第一调制度阈值;
所述无功功率绝对值大于第一无功功率阈值;
所述直流母线电压值大于第一直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内大于第一共模电流阈值的次数和大于第一共模电流次数阈值;
所述调制参数满足DPWM条件为满足以下四个条件项:
所述变流器调制度大于第二调制度阈值;
所述无功功率绝对值小于第二无功功率阈值;
所述直流母线电压值小于第二直流母线电压阈值;
所述共模电流绝对值在设定时间长度之内小于第二共模电流阈值的次数和小于第二共模电流次数阈值。
9.根据权利要求8中所述的脉冲宽度调制系统,其特征在于,所述脉冲宽度调制系统还包括:
调制模块,用于根据选择的所述CPWM或所述DPWM生成对应的调制波。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的脉冲宽度调制系统,其特征在于,
所述CPWM包括正弦脉宽调制SPWM、三次谐波注入脉宽调制THIPWM和空间矢量脉宽调制SVPWM;
所述DPWM包括最大连续脉宽调制DPWMMAX、最小连续脉宽调制DPWMMIN、DPWM0、DPWM1、DPWM2、DPWM3和常规型不连续脉宽调制GDPWM。
11.一种控制器,应用于三相变流器,其特征在于,所述控制器包括:
处理器、存储器及信号接口之间互相连接,存储器中存储有处理器的运行指令,
所述信号接口,用于获取所述三相变流器的调制参数,所述三相变流器的调制参数包括变流器调制度及运行参数,所述运行参数用于指示所述三相变流器的运行状态;
所述处理器,用于当所述调制参数满足连续脉冲宽度调制CPWM条件时,选择CPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述处理器,还用于当所述调制参数满足不连续脉冲宽度调制DPWM条件时,选择DPWM作为所述三相变流器的调制方式;
所述处理器,还用于当所述调制参数不满足所述CPWM条件且不满足所述DPWM条件时,选择所述三相变流器的上一个控制周期的调制方式作为当前控制周期的调制方式,所述调制方式为所述CPWM或所述DPWM。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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