一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波pwm調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)控制【技術領域】中一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法。技術方案是，首先生成基準載波信號和調(diào)制波，再根據(jù)各個時刻調(diào)制波的瞬時值，除以基準載波幅值取整，得到等效采用層疊載波時與調(diào)制波有交點的載波編號，并用基準載波通過縱向平移來等效該載波瞬時值，與調(diào)制波瞬時值進行比較，得到輸出信號。本發(fā)明提出的單載波PWM調(diào)制方法，只需一個基準載波就可以很方便實現(xiàn)任意個數(shù)層疊載波的調(diào)制效果，每一時刻只需執(zhí)行一次載波與調(diào)制波的比較運算，有效減少控制器計算延遲，提高輸出波形質(zhì)量及裝置的響應速度。
【專利說明】—種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制【技術領域】，尤其涉及一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法。
【背景技術】
[0002] 載波調(diào)制法是多電平變換器的PWM控制方法之一，包括載波移相法和載波層疊法。載波移相法是一種相對成熟的調(diào)制方法，但各個載波移相的角度是通過給一定的時間滯后來產(chǎn)生的，由于控制器的延遲會產(chǎn)生一定誤差，特別是在電平數(shù)較高，移動的角度很小的情況下，會嚴重影響變換器的輸出波形質(zhì)量。載波層疊法則實現(xiàn)簡單，在同一時刻，只需在基準三角載波的基礎上疊加一定的縱向移動量，只是數(shù)值的疊加，基本不會有時間的延遲，誤差較小。
[0003]當變換器電平數(shù)很高時，需要的層疊載波數(shù)也較多。若層疊載波數(shù)為N，則在同一采樣時刻，N個載波的瞬時值都需要與調(diào)制波的瞬時值進行比較，從而產(chǎn)生相對應開關的觸發(fā)信號。每一時刻的N次比較會大大增加控制器的計算時間，影響變換器的響應速度，降低其動態(tài)性能。且載波與調(diào)制波瞬時值的比較會增加觸發(fā)信號的延遲，影響輸出波形的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，在某一采樣時刻，N個載波中只有一個載波與調(diào)制波有焦點，其他載波值或大于調(diào)制波的值，或小于調(diào)制波的值。利用這一特點，需尋求一種能夠?qū)崿F(xiàn)多層疊載波的觸發(fā)效果，同時又減少載波數(shù)量和比較次數(shù)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提出一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，解決多層疊載波PWM調(diào)制法需要多個載波且在同一時刻需多次執(zhí)行比較運算，增加觸發(fā)延遲，影響裝置響應速度的問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案是，一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，其特征在于，包括下列步驟:
步驟1:生成基準載波信號；
步驟2:根據(jù)控制指令，生成調(diào)制波；
步驟3:單載波等效層疊載波調(diào)制算法。
[0006]所述的基準載波信號，指的是多層疊載波中的一個載波信號，為了方便，取時間軸上方的第一個載波信號(圖1中的載波I)。
[0007]所述的單載波等效層疊載波調(diào)制算法，其方法是，在某一時刻I若調(diào)制波瞬時值滿足條件:>0,且m —,則等效調(diào)制波瞬時值且
Si(I) = I (i =Sj(t)~di (j =: ml2,mSd(t):=.0 (d =-n))
。比較f時刻，載波Mf、與調(diào)制波！#(6)的大小，若鳴)< M(I),有=I;否則5 fyXQo同理，若調(diào)制波瞬時值滿足條件且爾=則等效調(diào)制波瞬時{i11, ) = Scit)+-1)^, Il.叉.(Sf)..:......1 (/:......13......-O
(I=-?*!-3t—(-r)),4,(1) = O (rf = 1,2—w)0 比較載波Jsf(I)與調(diào)制波M(f)的大小，
^(6)( <(6)=-1;否則JIkQ表示取小數(shù)的整數(shù)部分,5f||
(I=-2j-…,n)表示等效采用2ii個載波與調(diào)制波比較得到的輸出電
平，用一個基準載波實現(xiàn)了 !IB個層疊載波的調(diào)制效果。
[0008]本發(fā)明提出的單載波PWM調(diào)制方法，只需用一個基準載波就可以很方便實現(xiàn)任意個層疊載波的調(diào)制效果，每一時刻只需執(zhí)行一次載波與調(diào)制波的比較運算，能夠減少開關觸發(fā)延遲，提高輸出波形質(zhì)量及裝置的響應速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是多層疊載波調(diào)制方法示意圖。
[0010]圖2是實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0012]為了敘述原理方便，以4個層疊載波(如圖1所示)的PWM調(diào)制方法為例進行說明。
[0013]圖1是多層疊載波調(diào)制方法示意圖。圖1中，載波數(shù)為4，并采用同相層疊的方式。單個載波幅值為A，載波標號分別設置為-2，-1，1，2。SQ(t) (i=-2, -1, 1，2)表示載波i在時刻t的瞬時值，調(diào)制波用表示，載波與調(diào)制波進行比較得到的輸出信號分別表示為沾從當載波_在時刻&的瞬時值\ (Is)小于調(diào)制波在該時亥!J的值遍取】時,則對應該載波的輸出信號舄幻為i(Sa_>D)或者-1 (SQ(fs)<0);否則輸出信號為O。M、N、R點為調(diào)制波與時間軸的交點，P、Q表示調(diào)制波H(I) = Jl的點，G、H表示調(diào)制波= —i的點。在P、Q點之間，調(diào)制波只與載波2有交點，載波_2、-1、1的值均小于調(diào)制波的值；在M、N點之間的調(diào)制波值為正；N、R點之間調(diào)制波的值為負；在M、P之間，Q、N之間，調(diào)制波只與載波I有交點；在G、H之間，調(diào)制波只與載波-2有交點，其他載波值都大于調(diào)制波的值；在隊6之間及11、1?之間，調(diào)制波只與載波-1有交點。1,2—14)
表不調(diào)制波與載波的交點，觀察可知，4個載波與調(diào)制波在同一時刻最多只有一個交點,但需要進行4次比較運算，以生成4個輸出信號。
[0014]圖2中，調(diào)制波與圖1中相同，M、N、R、P、Q、G、H點與圖中對應，為基準
載波，.^/(0為實際用于調(diào)制的單載波。實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，包括下述步驟。[0015]步驟1:生成基準載波信號。取多層疊載波調(diào)制法中，時間軸上方的第一個載波信號作為基準載波幅值為A。
[0016]步驟2:根據(jù)控制指令，生成調(diào)制波。根據(jù)控制器生成的變換器輸出電壓幅值和相角指令，生成調(diào)制波
[0017]步驟3:單載波等效層疊載波調(diào)制算法。在某一時刻f，若調(diào)制波瞬時值滿足條件:M#) >0,且躕=則等效調(diào)制波瞬時值=j+mJ,且
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟1:生成基準載波信號； 步驟2:根據(jù)控制指令，生成調(diào)制波； 步驟3:單載波等效層疊載波調(diào)制算法。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，其特征是所述的基準載波信號，是指多層疊載波中的一個載波信號，為了方便，取時間軸上方的第一個載波信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)層疊載波效果的單載波PWM調(diào)制方法，其特征是所述的單載波等效層疊載波調(diào)制算法，其方法是，在某一時刻f，若調(diào)制波瞬時值
滿足條件:
【文檔編號】H03K7/08GK103490753SQ201310441070
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權日:2013年9月25日
【發(fā)明者】肖湘寧, 陳甜妹, 郭春林, 楊琳, 張劍, 羅超 申請人:華北電力大學