一種抑制逆變器分段同步調(diào)制電壓電流沖擊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大功率三電平逆變器同步調(diào)制領(lǐng)域，特別是提供了一種抑制逆變器分段同步調(diào)制電壓電流沖擊的方法，解決了大功率三電平逆變器拖動電機加速、減速過程中，分段同步模式下載波比切換點沖擊電壓、電流問題。該方法在電機加速、減速過程中，有效的改善了對電壓電流的沖擊，改善了電流諧波，解決了電流沖擊引起的過流跳閘問題。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法(SVPWM)是一種常用的發(fā)波方法，在大功率電機中，由于受到器件特性，散熱功耗等方面的約束，載波頻率比較低。為了保持輸出電流波形對稱，電流諧波更小，采用同步調(diào)制的方法。
[0003]同步調(diào)制是一種通過改變載波頻率以保持載波比不變的調(diào)制模式。分段同步模式是把逆變器的整個變頻范圍劃分為若干個頻段，在低頻段采用載波頻率較高的異步模式，其它各個頻段內(nèi)保持載波比不變，各個頻段的載波比不用。當(dāng)載波比切換時，由于載波頻率的階躍變化會出現(xiàn)波形振蕩，電壓電流突變和諧波劇增的情況，使電機產(chǎn)生較大的脈動和較強的噪音，甚至過流跳閘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種抑制逆變器分段同步調(diào)制電壓電流沖擊的方法，針對電機加速和減速過程中，載波比切換時，載波頻率突變的問題，提出了一種抑制電流沖擊的方法。在電機加速和減速中，兩個載波切換的位置，讓載波頻率以一個步長逐漸過渡到另一個頻率，使載波頻率平滑變化，有效的抑制了波形震蕩、電壓電流的沖擊。
[0005]本發(fā)明解決了大功率三電平逆變器拖動電機加速、減速過程中，分段同步模式下載波比切換點沖擊電壓、電流的問題。在電機加速和減速過程中，以0.001ms?0.lms的步長從一個載波頻率平滑切換到另一個載波頻率；具體步驟如下:
[0006](1)計算出載波比切換前的當(dāng)前載波比，載波頻率的定時時間Tsl ;然后計算出切換后下一個載波比，載波頻率的定時時間Ts2 ；
[0007](2)計算Δ Ts = Ts2_Tsl，當(dāng)電機加速時，Δ Ts為正值；當(dāng)電機減速，Δ Ts為負(fù)值；
[0008](3)將Δ Ts分成N步，計算步長Δ Ts/N，N選擇越大，過度時間越長，電流沖擊越小#選擇越小，過度越快，電流沖擊相對越大；在載波比切換時，Ts從Tsl以步長為ATs/N，分N次過度到Ts2。
[0009]Tsl、Ts2的取值范圍均為0.833ms?1.157ms，Δ Ts的取值范圍為0.001ms?0.5ms，N的取值范圍為5?20。
[0010]常規(guī)的同步調(diào)制方法，如圖1所示為分段同步調(diào)制載波頻率圖和載波比圖。橫坐標(biāo)為基波頻率從0Hz到60Hz ;左側(cè)的縱坐標(biāo)為載波頻率0Hz到700Hz，圖中上面的粗實線為載波頻率的變化曲線；右側(cè)縱坐標(biāo)為載波比，從0到60，圖中下方的細(xì)實線為載波比隨著基波頻率的變化圖。從圖中基波頻率0到16Hz，載波頻率不變，為600Hz，采用異步調(diào)制模式；高于16Hz后，采用分段同步調(diào)制的模式，如基波頻率從50Hz到60Hz，調(diào)制比為9，載波頻率從450Hz到540Hz變化。
[0011]圖2為常規(guī)載波時間變化圖。橫坐標(biāo)為基波頻率，縱坐標(biāo)為同步調(diào)制載波頻率周期的一半，即DSP中定時器的定時時間Ts。從圖2中可以看出，當(dāng)基波頻率上升時，即電機加速過程中，載波比發(fā)生切換時，載波的周期會發(fā)生突變，會導(dǎo)致電壓電流沖擊。在載波比不切換的情況下，雖然載波周期也變化，但是不是突變，所以不會造成電壓電流沖擊。
[0012]針對以上問題，提出了一種方法，在載波比切換處令Ts平滑切換，從一個Ts值平滑切換到令一個Ts值。
【附圖說明】
[0013]圖1為常規(guī)的分段同步調(diào)制載波頻率圖和載波比圖；其中橫坐標(biāo)為基波頻率0?60Hz ;左側(cè)縱坐標(biāo)為載波頻率；右側(cè)縱坐標(biāo)為載波比；圖中上面粗實線為載波頻率，即PWM頻率；下面細(xì)實線為載波比。
[0014]圖2為常規(guī)載波時間變化圖；
[0015]圖3為本發(fā)明基波頻率50Hz，載波比從12到9切換時載波定時Ts的變化圖。
【具體實施方式】
[0016]在具體實施過程中，首先計算出載波比切換前的當(dāng)前載波比，載波頻率的定時時間Tsl ;然后計算出切換后下一個載波比，載波頻率的定時時間Ts2。
[0017]計算ATs = Ts2_Tsl，當(dāng)電機加速時，Δ Ts為正值；當(dāng)電機減速，Δ Ts為負(fù)值。
[0018]將ATs分成N步，計算步長ATs/N，N選擇越大，過度時間越長，電流沖擊越??；N選擇越小，過度越快，電流沖擊相對越大。
[0019]在載波比切換時，Ts從Tsl以步長為Δ Ts/N,分N次過度到Ts2。
[0020]舉例說明，如圖3所示，在基波頻率50Hz，載波比從12切換到9。切換載波比為12時，Tsl 為 0.833ms ;載波比為 9 時，Ts2 為 1.111ms ; Δ Ts 為 0.278ms 取 5，步長 Δ Ts/N為0.0556ms。在其它切換點，采用相同的方法。
【主權(quán)項】
1. 一種抑制逆變器分段同步調(diào)制電壓電流沖擊的方法，其特征在于，在電機加速和減速過程中，以0. 001ms?0. lms的步長從一個載波頻率平滑切換到另一個載波頻率；具體步驟如下：(1)計算出載波比切換前的當(dāng)前載波比，載波頻率的定時時間Tsl ;然后計算出切換后下一個載波比，載波頻率的定時時間Ts2 ;(2)計算ATs = Ts2_Tsl，當(dāng)電機加速時，ATs為正值；當(dāng)電機減速，ATs為負(fù)值；(3)將△ Ts分成N步，計算步長△ Ts/N，N選擇越大，過度時間越長，電流沖擊越小；N選擇越小，過度越快，電流沖擊相對越大；在載波比切換時，Ts從Tsl以步長為△ Ts/N，分N次過度到Ts2 ;Tsl、Ts2的取值范圍均為0· 833ms?1. 157ms，Δ Ts的取值范圍為0· 001ms?0· 5ms，N的取值范圍為5?20。
【專利摘要】一種抑制逆變器分段同步調(diào)制電壓電流沖擊的方法,屬于大功率三電平逆變器同步調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域。解決了大功率三電平逆變器拖動電機加速、減速過程中，分段同步模式下載波比切換點沖擊電壓、電流的問題。在電機加速和減速過程中，以一定的步長從一個載波頻率平滑切換到另一個載波頻率。具體步驟：計算出載波比切換前的當(dāng)前載波比，載波頻率的定時時間Ts1；然后計算出切換后下一個載波比，載波頻率的定時時間Ts2；計算ΔTs＝Ts2-Ts1。優(yōu)點在于，在電機加速減速過程中，有效的改善了對電壓電流的沖擊，改善了電流諧波，解決了電流沖擊引起的過流跳閘問題。
【IPC分類】H02P27/04
【公開號】CN105375852
【申請?zhí)枴緾N201510859903
【發(fā)明人】石志學(xué), 羅曉飛, 金傳付, 宋克儉, 路尚書, 張云貴
【申請人】冶金自動化研究設(shè)計院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月30日