針對(duì)z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法
【專利摘要】一種針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，經(jīng)過(guò)設(shè)置Z源三電平逆變器,該Z源三電平逆變器包括直流電源，直流電源的正極同第一二極管的正極和第一電容的一極相電連接，直流電源的負(fù)極同第二二極管的負(fù)極和第二電容的一極相電連接，第一電容的另一極和第二電容的另一極相電連接，所述的第一二極管的負(fù)極和第二二極管的正極均同Z源網(wǎng)絡(luò)相電連接，Z源網(wǎng)絡(luò)同三相逆變橋相電連接，所述的三相逆變橋同三相對(duì)稱負(fù)載相電連接，并通過(guò)進(jìn)入上直通狀態(tài)和下直通狀態(tài)的方法避免了現(xiàn)有技術(shù)中所控制的直通占空比效果很差的缺陷。
【專利說(shuō)明】 針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于Z源三電平中點(diǎn)鉗位式逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高Z源三電平中點(diǎn)鉗位式逆變器的輸出電壓的的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雙列載波調(diào)制技術(shù)是三電平逆變器控制的重要方法。該方法將正弦正弦調(diào)制波分別于兩列幅值、頻率相同的三角載波比較產(chǎn)生逆變器控制所需的PWM波。該方法簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)。在不影響逆變輸出的前提下實(shí)現(xiàn)Z源三電平逆變器直通控制需要在傳統(tǒng)零矢量中插入直通零矢量。簡(jiǎn)單升壓控制就是在原有調(diào)制基礎(chǔ)上引入按正弦周期脈動(dòng)的直流信號(hào)，以此來(lái)控制直通占空比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的提供一種針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，經(jīng)過(guò)設(shè)置Z源三電平逆變器，該Z源三電平逆變器包括直流電源，直流電源的正極同第一二極管的正極和第一電容的一極相電連接，直流電源的負(fù)極同第二二極管的負(fù)極和第二電容的一極相電連接，第一電容的另一極和第二電容的另一極相電連接，所述的第一二極管的負(fù)極和第二二極管的正極均同Z源網(wǎng)絡(luò)相電連接，Z源網(wǎng)絡(luò)同三相逆變橋相電連接，所述的三相逆變橋同三相對(duì)稱負(fù)載相電連接，并通過(guò)進(jìn)入上直通狀態(tài)和下直通狀態(tài)的方法避免了現(xiàn)有技術(shù)中所控制的直通占空比效果很差的缺陷。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種提高Z源三電平中點(diǎn)鉗位式逆變器的輸出電壓的方法的解決方案，具體如下:
[0005]一種針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，具體如下:
[0006]首先設(shè)置Z源三電平逆變器，該Z源三電平逆變器包括直流電源Udc,直流電源Udc的正極同第一二極管D1的正極和第一電容Cpl的一極相電連接，直流電源Ud。的負(fù)極同第二二極管D2的負(fù)極和第二電容Cp2的一極相電連接,第一電容Cpl的另一極和第二電容Cp2的另一極相電連接，所述的第一二極管D1的負(fù)極和第二二極管D2的正極均同Z源網(wǎng)絡(luò)相電連接，Z源網(wǎng)絡(luò)同三相逆變橋相電連接，所述的三相逆變橋同三相對(duì)稱負(fù)載相電連接，所述的Z源網(wǎng)絡(luò)包括第一電感L1、第二電感L2、第三電容C3以及第四電容C4,所述的第一二極管D1的負(fù)極同第一電感L1的一極和第三電容C3的一極相電連接,第一電感L1的另一極同第四電容C4的一極相電連接，第四電容C4的另一極同第二二極管D2的正極和第二電感L2的一極相電連接，第三電容C3的另一極同第二電感L2的另一極相電連接，所述的三相逆變橋包括相互并聯(lián)的第一三電平逆變分電路、第二三電平逆變分電路以及第三三電平逆變分電路，其中第一三電平逆變分電路包括第一開(kāi)關(guān)管TA1，第一開(kāi)關(guān)管Tai的集電極同第五二極管5的負(fù)極相電連接，第一開(kāi)關(guān)管Tai的發(fā)射極同第三二極管3的負(fù)極、第六二極管6的負(fù)極、第二開(kāi)關(guān)管Ta2的集電極以及第五二極管5的正極相電連接，第二開(kāi)關(guān)管Ta2的發(fā)射極同第六二極管6的正極、第三開(kāi)關(guān)管Ta3的集電極、第七二極管7的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的A相負(fù)載21相電連接，第三開(kāi)關(guān)管Ta3的發(fā)射極同第七二極管7的正極、第四開(kāi)關(guān)管Ta4的集電極、第八二極管8的負(fù)極以及第四二極管4的正極相電連接，第四開(kāi)關(guān)管Ta4的發(fā)射極同第八二極管8的正極相電連接；第二三電平逆變分電路包括第五開(kāi)關(guān)管Tbi，第五開(kāi)關(guān)管Tbi的集電極同第十一二極管11的負(fù)極相電連接，第五開(kāi)關(guān)管Tbi的發(fā)射極同第九二極管9的負(fù)極、第十二二極管12的負(fù)極、第六開(kāi)關(guān)管Tb2的集電極以及第十一二極管11的正極相電連接，第六開(kāi)關(guān)管Tb2的發(fā)射極同第十二二極管12的正極、第七開(kāi)關(guān)管Tb3的集電極、第十三二極管13的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的B相負(fù)載22相電連接，第七開(kāi)關(guān)管Tb3的發(fā)射極同第十三二極管13的正極、第八開(kāi)關(guān)管Tb4的集電極、第十四二極管14的負(fù)極以及第十二極管10的正極相電連接，第八開(kāi)關(guān)管Tb4的發(fā)射極同第十四二極管14的正極相電連接；第三三電平逆變分電路包括第九開(kāi)關(guān)管Ta，第九開(kāi)關(guān)管Ta的集電極同第十七二極管17的負(fù)極相電連接，第九開(kāi)關(guān)管Ta的發(fā)射極同第十七二極管17的負(fù)極、第十八二極管18的負(fù)極、第十開(kāi)關(guān)管Tk的集電極以及第十七二極管17的正極相電連接，第十開(kāi)關(guān)管Ira的發(fā)射極同第十八二極管18的正極、第十一開(kāi)關(guān)管Ira的集電極、第十九二極管19的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的C相負(fù)載23相電連接，第十一開(kāi)關(guān)管Tra的發(fā)射極同第十九二極管19的正極、第十二開(kāi)關(guān)管Tm的集電極、第二十二極管20的負(fù)極以及第十六二極管16的正極相電連接，第十二開(kāi)關(guān)管Tw的發(fā)射極同第二十二極管20的正極相電連接；所述的第一開(kāi)關(guān)管Tai的集電極、第五開(kāi)關(guān)管Tbi的集電極以及第九開(kāi)關(guān)管Ta的集電極同所述的第一電感L1的另一極相電連接；所述的第四開(kāi)關(guān)管Ta4的發(fā)射極、第八開(kāi)關(guān)管Tb4的發(fā)射極以及第十二開(kāi)關(guān)管Tc4的發(fā)射極同所述的第二電感L2的另一極相電連接；所述的第十一二極管D’3的負(fù)極和第六二極管D4的正極同所述的第二電感L2的另一極、第三二極管3的正極、第四二極管4的負(fù)極、第九二極管9的正極、第十二極管10的負(fù)極、第十七二極管17的正極以及第十六二極管16的負(fù)極相電連接，并且第一電感L1和第二電感L2的電感值相等，第三電容C3和第四電容C4的電容值相等，這樣就滿足了所述的Z源三電平逆變器中的第一電感L1的電感電壓Vu和第二電感L2的電感電壓\2相等的條件，也滿足了第三電容C3的電容電壓Va和第四電容C4的電容電壓Ve2相等的條件，根據(jù)這樣的條件就用 '來(lái)表示第一電感L1的電感電壓1和第二電感L2的電感電壓的電壓值，而用V。來(lái)表示第三電容C3的電容電壓Va和第四電容C4的電容電壓Vc2的電壓值；
[0007]Z源三電平逆變器進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制與傳統(tǒng)雙列載波反相調(diào)制相比，引入了按正弦規(guī)律變化的直流信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)Z源三電平逆變器的直通控制，具體為:
[0008]在A相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第一三電平逆變電路，當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第三開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第四開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然A相正半波時(shí)第二開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第四開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在A相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第一三電平電路，A相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在A相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第一開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通;A相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)；
[0009]在B相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第二三電平逆變電路，當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第五開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第七開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第八開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然B相正半波時(shí)第六開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第八開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第五開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在B相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第二三電平電路，B相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第五開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在B相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第五開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；B相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)；
[0010]在C相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第三三電平逆變電路，當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十一開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然C相正半波時(shí)第十開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第十二開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí) 第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在C相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第三三電平電路，C相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第九開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在C相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第九開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；C相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管、第十二開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)。
[0011]在Z源三電平逆變器引入正弦調(diào)制波進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制時(shí)，將正弦調(diào)制波與兩列頻率、幅值相同并且相位相反的載波比較產(chǎn)生逆變器控制所需的SPWM，為實(shí)現(xiàn)Z源逆變器的直通控制，在原有調(diào)制方法的基礎(chǔ)上引入按正弦周期變化的直流脈動(dòng)量，正半波和負(fù)半波時(shí)分別與載波比較產(chǎn)生直通控制信號(hào)。
[0012]所述的針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法中，在給定電壓增益G的前提下，調(diào)制度M的最大取值為。



Ikj — I
[0013]應(yīng)用本發(fā)明上述方案，所控制直通占空比的效果最好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的Z源三電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0016]參照?qǐng)D1所示，針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，具體如下:
[0017]首先設(shè)置Z源三電平逆變器，該Z源三電平逆變器包括直流電源Udc,直流電源Udc的正極同第一二極管D1的正極和第一電容Cpl的一極相電連接，直流電源Ud。的負(fù)極同第二二極管D2的負(fù)極和第二電容Cp2的一極相電連接,第一電容Cpl的另一極和第二電容Cp2的另一極相電連接，所述的第一二極管D1的負(fù)極和第二二極管D2的正極均同Z源網(wǎng)絡(luò)相電連接，Z源網(wǎng)絡(luò)同三相逆變橋相電連接，所述的三相逆變橋同三相對(duì)稱負(fù)載相電連接，所述的Z源網(wǎng)絡(luò)包括第一電感L1、第二電感L2、第三電容C3以及第四電容C4,所述的第一二極管D1的負(fù)極同第一電感L1的一極和第三電容C3的一極相電連接,第一電感L1的另一極同第四電容C4的一極相電連接，第四電容C4的另一極同第二二極管D2的正極和第二電感L2的一極相電連接，第三電容C3的另一極同第二電感L2的另一極相電連接，所述的三相逆變橋包括相互并聯(lián)的第一三電平逆變分電路、第二三電平逆變分電路以及第三三電平逆變分電路，其中第一三電平逆變分電路包括第一開(kāi)關(guān)管TA1，第一開(kāi)關(guān)管Tai的集電極同第五二極管5的負(fù)極相電連接，第一開(kāi)關(guān)管Tai的發(fā)射極同第三二極管3的負(fù)極、第六二極管6的負(fù)極、第二開(kāi)關(guān)管Ta2的集電極以及第五二極管5的正極相電連接，第二開(kāi)關(guān)管Ta2的發(fā)射極同第六二極管6的正極、第三開(kāi)關(guān)管Ta3的集電極、第七二極管7的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的A相負(fù)載21相電連接，第三開(kāi)關(guān)管Ta3的發(fā)射極同第七二極管7的正極、第四開(kāi)關(guān)管Ta4的集電極、第八二極管8的負(fù)極以及第四二極管4的正極相電連接，第四開(kāi)關(guān)管Ta4的發(fā)射極同第八二極管8的正極相電連接；第二三電平逆變分電路包括第五開(kāi)關(guān)管Tbi，第五開(kāi)關(guān)管Tbi的集電極同第十一二極管11的負(fù)極相電連接，第五開(kāi)關(guān)管Tbi的發(fā)射極同第九二極管9的負(fù)極、第十二二極管12的負(fù)極、第六開(kāi)關(guān)管Tb2的集電極以及第十一二極管11的正極相電連接，第六開(kāi)關(guān)管Tb2的發(fā)射極同第十二二極管12的正極、第七開(kāi)關(guān)管Tb3的集電極、第十三二極管13的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的B相負(fù)載22相電連接，第七開(kāi)關(guān)管Tb3的發(fā)射極同第十三二極管13的正極、第八開(kāi)關(guān)管Tb4的集電極、第十四二極管14的負(fù)極以及第十二極管10的正極相電連接，第八開(kāi)關(guān)管Tb4的發(fā)射極同第十四二極管14的正極相電連接；第三三電平逆變分電路包括第九開(kāi)關(guān)管Ta，第九開(kāi)關(guān)管Ta的集電極同第十七二極管17的負(fù)極相電連接，第九開(kāi)關(guān)管Ta的發(fā)射極同第十七二極管17的負(fù)極、第十八二極管18的負(fù)極、第十開(kāi)關(guān)管Tk的集電極以及第十七二極管17的正極相電連接，第十開(kāi)關(guān)管Ira的發(fā)射極同第十八二極管18的正極、第十一開(kāi)關(guān)管Ira的集電極、第十九二極管19的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的C相負(fù)載23相電連接，第十一開(kāi)關(guān)管Tra的發(fā)射極同第十九二極管19的正極、第十二開(kāi)關(guān)管Tm的集電極、第二十二極管20的負(fù)極以及第十六二極管16的正極相電連接，第十二開(kāi)關(guān)管Tw的發(fā)射極同第二十二極管20的正極相電連接；所述的第一開(kāi)關(guān)管Tai的集電極、第五開(kāi)關(guān)管Tbi的集電極以及第九開(kāi)關(guān)管Ta的集電極同所述的第一電感L1的另一極相電連接；所述的第四開(kāi)關(guān)管Ta4的發(fā)射極、第八開(kāi)關(guān)管Tb4的發(fā)射極以及第十二開(kāi)關(guān)管Tc4的發(fā)射極同所述的第二電感L2的另一極相電連接；所述的第十一二極管D’3的負(fù)極和第六二極管D4的正極同所述的第二電感L2的另一極、第三二極管3的正極、第四二極管4的負(fù)極、第九二極管9的正極、第十二極管10的負(fù)極、第十七二極管17的正極以及第十六二極管16的負(fù)極相電連接，并且第一電感L1和第二電感L2的電感值相等，第三電容C3和第四電容C4的電容值相等，這樣就滿足了所述的Z源三電平逆變器中的第一電感L1的電感電壓Vu和第二電感L2的電感電壓\2相等的條件，也滿足了第三電容C3的電容電壓Va和第四電容C4的電容電壓Ve2相等的條件，根據(jù)這樣的條件就用 '來(lái)表示第一電感L1的電感電壓1和第二電感L2的電感電壓的電壓值，而用V。來(lái)表示第三電容C3的電容電壓Va和第四電容C4的電容電壓Vc2的電壓值；
[0018]Z源三電平逆變器進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制與傳統(tǒng)雙列載波反相調(diào)制相比，引入了按正弦規(guī)律變化的直流信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)Z源三電平逆變器的直通控制，具體為:
[0019]在A相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第一三電平逆變電路，當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第三開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第四開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然A相正半波時(shí)第二開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第四開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在A相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第一三電平電路，A相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在A相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第一開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通;A相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)；
[0020]在B相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第二三電平逆變電路，當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第五開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第七開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第八開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然B相正半波時(shí)第六開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第八開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第五開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在B相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第二三電平電路，B相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第五開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在B相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第五開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；B相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)；
[0021]在C相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第三三電平逆變電路，當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十一開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然C相正半波時(shí)第十開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第十二開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在C相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第三三電平電路，C相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第九開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在C相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第九開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；C相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管、第十二開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)。
[0022]在Z源三電平逆變器引入正弦調(diào)制波進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制時(shí)，將正弦調(diào)制波與兩列頻率、幅值相同并且相位相反的載波比較產(chǎn)生逆變器控制所需的SPWM，為實(shí)現(xiàn)Z源逆變器的直通控制，在原有調(diào)制方法的基礎(chǔ)上引入按正弦周期變化的直流脈動(dòng)量，正半波和負(fù)半波時(shí)分別與載波比較產(chǎn)生直通控制信號(hào)。
[0023]所述的針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法中，在給定電壓增
益G的前提下，調(diào)制度M的最大取值為G/2G-1.
[0024]在Z源三電平逆變器引入正弦調(diào)制波進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制時(shí)，將正弦調(diào)制波與兩列頻率、幅值相同并且相位相反的載波比較產(chǎn)生逆變器控制所需的SPWM，也就是在原有調(diào)制方法的基礎(chǔ)上引入按正弦周期變化的直流脈動(dòng)量，正半波和負(fù)半波時(shí)分別與載波比較產(chǎn)生直通控制信號(hào)引入按正弦周期變化的直流脈動(dòng)量，正半波和負(fù)半波時(shí)分別與載波比較產(chǎn)生直通控制信號(hào)，這樣在第一三電平逆變分電路、第二三電平逆變分電路和第三三電平逆變分電路中的一個(gè)分電路處于上直通時(shí)，另外兩個(gè)分電路中(B、C相)至少有一個(gè)分電路工作在下直通狀態(tài)，此時(shí)Z源三電平逆變器直通，直流鏈電壓為零，Z源三電平逆變器輸出為零。
[0025]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，其特征在于，具體如下: 首先設(shè)置Z源三電平逆變器，該Z源三電平逆變器包括直流電源，直流電源的正極同第一二極管的正極和第一電容的一極相電連接，直流電源的負(fù)極同第二二極管的負(fù)極和第二電容的一極相電連接，第一電容的另一極和第二電容的另一極相電連接，所述的第一二極管的負(fù)極和第二二極管的正極均同Z源網(wǎng)絡(luò)相電連接，Z源網(wǎng)絡(luò)同三相逆變橋相電連接，所述的三相逆變橋同三相對(duì)稱負(fù)載相電連接，所述的Z源網(wǎng)絡(luò)包括第一電感、第二電感、第三電容以及第四電容，所述的第一二極管的負(fù)極同第一電感的一極和第三電容的一極相電連接，第一電感的另一極同第四電容的一極相電連接，第四電容的另一極同第二二極管的正極和第二電感的一極相電連接，第三電容的另一極同第二電感的另一極相電連接，所述的三相逆變橋包括相互并聯(lián)的第一三電平逆變分電路、第二三電平逆變分電路以及第三三電平逆變分電路，其中第一三電平逆變分電路包括第一開(kāi)關(guān)管，第一開(kāi)關(guān)管的集電極同第五二極管的負(fù)極相電連接，第一開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第三二極管的負(fù)極、第六二極管的負(fù)極、第二開(kāi)關(guān)管的集電極以及第五二極管的正極相電連接，第二開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第六二極管的正極、第三開(kāi)關(guān)管的集電極、第七二極管的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的A相負(fù)載相電連接，第三開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第七二極管的正極、第四開(kāi)關(guān)管的集電極、第八二極管的負(fù)極以及第四二極管的正極相電連接，第四開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第八二極管的正極相電連接；第二三電平逆變分電路包括第五開(kāi)關(guān)管，第五開(kāi)關(guān)管的集電極同第十一二極管的負(fù)極相電連接，第五開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第九二極管的負(fù)極、第十二二極管的負(fù)極、第六開(kāi)關(guān)管的集電極以及第十一二極管的正極相電連接，第六開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十二二極管的正極、第七開(kāi)關(guān)管的集電極、第十三二極管的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的B相負(fù)載相電連接，第七開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十三二極管的正極、第八開(kāi)關(guān)管的集電極、第十四二極管的負(fù)極以及第十二極管的正極相電連 接，第八開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十四二極管的正極相電連接；第三三電平逆變分電路包括第九開(kāi)關(guān)管，第九開(kāi)關(guān)管的集電極同第十七二極管的負(fù)極相電連接，第九開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十七二極管的負(fù)極、第十八二極管的負(fù)極、第十開(kāi)關(guān)管的集電極以及第十七二極管的正極相電連接，第十開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十八二極管的正極、第十一開(kāi)關(guān)管的集電極、第十九二極管的負(fù)極以及三相對(duì)稱負(fù)載的C相負(fù)載相電連接，第十一開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第十九二極管的正極、第十二開(kāi)關(guān)管的集電極、第二十二極管的負(fù)極以及第十六二極管的正極相電連接，第十二開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同第二十二極管的正極相電連接；所述的第一開(kāi)關(guān)管的集電極、第五開(kāi)關(guān)管的集電極以及第九開(kāi)關(guān)管的集電極同所述的第一電感L1的另一極相電連接；所述的第四開(kāi)關(guān)管Ta4的發(fā)射極、第八開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極以及第十二開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極同所述的第二電感的另一極相電連接；所述的第十一二極管的負(fù)極和第六二極管的正極同所述的第二電感的另一極、第三二極管的正極、第四二極管的負(fù)極、第九二極管的正極、第十二極管的負(fù)極、第十七二極管的正極以及第十六二極管的負(fù)極相電連接，并且第一電感和第二電感的電感值相等，第三電容和第四電容的電容值相等，這樣就滿足了所述的Z源三電平逆變器中的第一電感的電感電壓和第二電感的電感電壓相等的條件，也滿足了第三電容的電容電壓和第四電容的電容電壓相等的條件，根據(jù)這樣的條件就用\來(lái)表不第一電感的電感電壓和第二電感的電感電壓的電壓值，而用V。來(lái)表不第三電容的電容電壓和第四電容的電容電壓的電壓值；Z源三電平逆變器進(jìn)行載波反相層疊調(diào)制與傳統(tǒng)雙列載波反相調(diào)制相比，引入了按正弦規(guī)律變化的直流信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)Z源三電平逆變器的直通控制，具體為: 在A相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第一三電平逆變電路，當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第三開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)A相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第四開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然A相正半波時(shí)第二開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第四開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在八相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第一三電平電路，A相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在A相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第一開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第三開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通;A相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第四開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)； 在B相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第二三電平逆變電路，當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第五開(kāi)關(guān) 管導(dǎo)通，第七開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)B相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第八開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然B相正半波時(shí)第六開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第八開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第五開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在B相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第二三電平電路，B相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第五開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在B相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第五開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第七開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；B相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第六開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第八開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)； 在C相正弦調(diào)制波正半波階段，針對(duì)第三三電平逆變電路，當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第一載波α?xí)r控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十一開(kāi)關(guān)管掛斷；當(dāng)C相正弦調(diào)制波大于第二載波β時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第十二開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，顯然C相正半波時(shí)第十開(kāi)關(guān)管保持導(dǎo)通、第十二開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷；直流脈動(dòng)信號(hào)與第一載波α比較，當(dāng)載波大于直流信號(hào)時(shí)控制第九開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于直流信號(hào)幅值不小于調(diào)制波幅值，因此直流信號(hào)的引入不會(huì)影響正常的正弦調(diào)制過(guò)程，此時(shí)第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于上直通狀態(tài)；在C相正弦調(diào)制波負(fù)半波階段，針對(duì)第三三電平電路，C相正弦調(diào)制波與第一載波α比較，當(dāng)調(diào)制波小于載波時(shí)控制開(kāi)關(guān)管第九開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，顯然在C相調(diào)制波負(fù)半波內(nèi)第九開(kāi)關(guān)管始終關(guān)斷、第十一開(kāi)關(guān)管始終導(dǎo)通；C相調(diào)制波與第二載波β比較，調(diào)制波小于載波時(shí)控制第十開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；直流脈動(dòng)信號(hào)與第二載波β比較，當(dāng)載波小于直流信號(hào)時(shí)控制第十二開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，此時(shí)第十開(kāi)關(guān)管、第十一開(kāi)關(guān)管、第十二開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，逆變器處于下直通狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法，其特征在于所述的針對(duì)Z源三電平逆變器的改進(jìn)型載波反相層疊調(diào)制方法中，在給定電壓增益G的前提下，調(diào)制度M的最大取值為G/2G-1。
【文檔編號(hào)】H02M7/487GK103997242SQ201410192413
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】宋奇吼, 葉云飛, 陳莉, 楊飏, 童巖峰, 戴麗君 申請(qǐng)人:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院