專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波tpwm調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及逆變器控制方法中的一種基于位置反相 交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，該調(diào)制方法的載波采用鋸齒波。
背景技術(shù)：
目前，電流型逆變器要求直流側(cè)電流連續(xù)，因此對(duì)逆變器的控制要求較高。目前有 兩種調(diào)制方法，一種是基于正弦波的調(diào)制方法SPWM，該法要求載波比為3的整數(shù)倍，并且為 偶數(shù)，另一種為基于TPWM的位置反相交叉的多載波調(diào)制方法，該方法要求載波比為3的整 數(shù)倍，并且為奇數(shù)，這些都限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是設(shè)計(jì)一種多載波TPWM調(diào)制方法，該方法的載波采用鋸齒波， 可以保證載波比為3的整數(shù)倍數(shù)以克服目前SPWM要求載波比為3的整數(shù)倍，并且為偶數(shù)， TPWM方法要求載波比為3的整數(shù)倍，并且為奇數(shù)，這些都限制了其應(yīng)用的不足。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的而采用的技術(shù)方案是一種基于鋸齒波的位置反相 交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，該方法采用調(diào)制波為梯形波，所述的方法采用的載波為鋸齒 波，包括以下步驟
A、由梯形波發(fā)生器產(chǎn)生作為調(diào)制信號(hào)的梯形波，由鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生與所述的梯形波 振幅相同，頻率為所述的梯形波頻率的3的正整數(shù)倍的第一鋸齒波、第二鋸齒波、第三鋸齒 波和第四鋸齒波，其中所述的第二鋸齒波與第一鋸齒波相差為180°，第三鋸齒波和第四鋸 齒波的波形分別為第一鋸齒波和第二鋸齒波以時(shí)間軸為對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)波形；
B、將所述的梯形波作為調(diào)制波，所述的第一鋸齒波、第二鋸齒波、第三鋸齒波和第四鋸 齒波分別作為載波按以下步驟進(jìn)行調(diào)制
Bi、在0~π/3區(qū)間，梯形波與第一鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)谝讳忼X波大于梯形波時(shí)，輸出低 電位，當(dāng)?shù)谝讳忼X波小于梯形波時(shí)，輸出高電位；
Β2、在π /3~2 π /3區(qū)間，梯形波與第一鋸齒波或者第二鋸齒波比較，當(dāng)?shù)谝讳忼X波或 者第二鋸齒波大于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谝讳忼X波或者第二鋸齒波小于梯形波時(shí)，輸 出高電位；
Β3、在2 π /3 π區(qū)間，梯形波與第二鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)诙忼X波大于梯形波時(shí)，輸出 低電位，當(dāng)?shù)诙忼X波小于梯形波時(shí)，輸出高電位；
Β4、在π、π /3區(qū)間，梯形波與第三鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)谌忼X波大于梯形波時(shí)，輸出 低電位，當(dāng)?shù)谌忼X波小于梯形波時(shí)，輸出高電位；
Β5、在4 π /3~5 π /3區(qū)間，梯形波與第三鋸齒波或者第四鋸齒波比較，當(dāng)?shù)谌忼X波或 者第四鋸齒波大于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谌忼X波或者第四鋸齒波小于梯形波時(shí)，輸 出高電位；
Β6、在5π/3 2π區(qū)間，梯形波與第四鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)谒匿忼X波大于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谒匿忼X波小于梯形波時(shí)，輸出高電位。進(jìn)一步的，上述的一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法中所 述的第二鋸齒波為所述的第一鋸齒波相移180°所產(chǎn)生。進(jìn)一步的，上述的一種多載波TPWM調(diào)制方法中所述的第一鋸齒波、第二鋸齒波、 第三鋸齒波和第四鋸齒波的頻率為梯形波頻率的36整數(shù)倍。進(jìn)一步的，上述的一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法中該 方法是一種基于鋸齒波的三相多載波調(diào)制。本發(fā)明的有益效果由四組載波鋸齒波和梯形波直接進(jìn)行調(diào)制，簡(jiǎn)單易行，采用鋸 齒波調(diào)制載波比更多，控制更靈活。下面結(jié)合具體實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1基于鋸齒波的多載波調(diào)制原理圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2基于鋸齒波的三相多載波調(diào)制原理圖
圖中梯形波 Φ；、/^、wc2、r。3、r。4分別為梯形波和第一鋸齒波、第二鋸齒波、第三鋸齒
波、第四鋸齒波的波形，①、②、③、④、⑤、⑥分別為梯形波的上升段、中間段、下降段、負(fù)半 軸下降段，中間段、上升段，1、3、5、7、9為一相輸出的電流，1 ‘、3'、5'為對(duì)應(yīng)相輸出的電
流，『-、,mb、『mc、分別為A、B、C三相調(diào)制波，Ue為梯形波振幅。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，本實(shí)施例是一種基于鋸齒波的單相多載波調(diào)制方法，原理如圖1所示， 該方法采用調(diào)制波為梯形波，采用的載波為鋸齒波，包括以下步驟
1、由梯形波發(fā)生器產(chǎn)生作為調(diào)制信號(hào)的梯形波》;,由鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生與所述的梯
形波振幅相同，頻率為所述的梯形波I頻率的36倍第一鋸齒波,C1、第二鋸齒波 ,02、第三鋸齒波,C3和第四鋸齒波,O ,其中第二鋸齒波,C2與第一鋸齒波W、相差為 180°本實(shí)施例中第二鋸齒波,α是通過(guò)第一鋸齒波i'Fei相移180°產(chǎn)生，第三鋸齒波W、 和第四鋸齒波的波形分別為第一鋸齒波『《和第二鋸齒波『ω以時(shí)間軸t軸為對(duì)稱(chēng) 軸的對(duì)稱(chēng)波形；本實(shí)施例中，第三鋸齒波I是通過(guò)第一鋸齒波,《通過(guò)反相器所產(chǎn)生，第 四鋸齒波妒α是通過(guò)第三鋸齒波妒cs相移180°產(chǎn)生。2、將梯形波作為調(diào)制波，第一鋸齒波、第二鋸齒波,ω、第三鋸齒波妒^和
第四鋸齒波『《分別作為載波按以下步驟進(jìn)行調(diào)制首選在對(duì)第一鋸齒波W^1、第二鋸齒
波,02、第三鋸齒波,03和第四鋸齒波,C、和梯形波K1同步以后，在一個(gè)周期內(nèi)的調(diào)制過(guò) 程如下
201、在(Γπ/3區(qū)間如圖中正軸上升①段，在該段中梯形波與第一鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)谝讳忼X波w、大于梯形波》；時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谝讳忼X波小于梯形波 時(shí)，輸出高電位，產(chǎn)生的信號(hào)如圖所示；
202、在π/3 π區(qū)間如圖中正軸中間段②、下降段③段，梯形波與第二鋸齒波JTc2
相比較，當(dāng)?shù)诙忼X波,C2大于梯形波》;時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)诙忼X波小于梯形波
化時(shí),輸出高電位；在中間段②，也可以梯形波與第一鋸齒波相比較，當(dāng)?shù)谝讳忼X
波Wci大于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谝讳忼X波》k小于梯形波》；時(shí)，輸出高電位。
這里不論與第一鋸齒波還是與第二鋸齒波Wra相比較，都是一個(gè)高電平。203、在π、π /3區(qū)間如圖中負(fù)半軸下降段④，梯形波Wk與第三鋸齒波,C3相
比較，當(dāng)?shù)谌忼X波妒Ω大于梯形波 時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谌忼X波Fc3小于梯形波 時(shí)，輸出高電位；
204、在4π/3 2π區(qū)間如圖中負(fù)半軸中間段⑤、上升段⑥，梯形波與第四鋸齒波
相比較，當(dāng)?shù)谒匿忼X波大于梯形波》；時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谒匿忼X波小于梯形
波^；時(shí)，輸出高電位。本處中間段⑤時(shí)，也可以將梯形波與第三鋸齒波,CS相比較，當(dāng)
第三鋸齒波,cs大于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谌忼X波,Cs小于梯形波時(shí)，輸出 高電位。實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別是本實(shí)施例產(chǎn)生的三相交流電。 如圖所示，圖中四個(gè)載波中，上半軸Wcl與Wc2和下半軸r。3與Wci互為反相，并且兩兩交叉疊 加；
在(Γπ /3區(qū)間，Wa與Wcl相比較；在π /3^2 JI /3區(qū)間，Wa與K1和Wc2均可比較；在 2 π /3 π區(qū)間，Zfm與Wc2相比較；在π 4 π /3區(qū)間，Zfm與^相比較；在4 π /3飛π /3區(qū)間， Wa與r。3和Wci均可比較；在5 π /3^2 π區(qū)間，Wa與Wci相比較。比較的條件是，當(dāng)鋸齒波大 于梯形波時(shí)，輸出低電位，當(dāng)鋸齒波小于梯形波時(shí)，輸出高電位。由圖中可知，由于反相交叉的兩個(gè)載波鋸齒波互為倒相，而調(diào)制波也是互為倒相 的關(guān)系，因此不管載波比是多少，也不管初始相位是多少，總能保證電流在兩相之間嚴(yán)格切 換，即保證了電流的連續(xù)性，如在2 π /3 π區(qū)間，下半周和上半周對(duì)稱(chēng)，由另兩個(gè)三角形來(lái) 調(diào)制，同樣，這兩個(gè)三角形也互為倒相。上面的方法保證了交換電流的兩相嚴(yán)格互補(bǔ)的條件，即保證了電流的連續(xù)性，但 不能保證交換相功率平衡，為了使三相的功率都平衡，即應(yīng)保證每個(gè)波形的上升段和下降 段的導(dǎo)通時(shí)間各為50%，即π/6。當(dāng)載波比是3的整數(shù)倍時(shí)，輸出的功率完全相等，與目前 使用三角波或者其它波形相比，本實(shí)施例可以使用的鋸齒波的頻率多一倍，只要是3的倍 數(shù)就可以，如圖1、圖2所示鋸齒波的頻率是梯形波的頻率的36倍。
權(quán)利要求
1.一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，該方法采用調(diào)制波為梯 形波，其特征在于所述的方法采用的載波為鋸齒波，包括以下步驟A、由梯形波發(fā)生器產(chǎn)生作為調(diào)制信號(hào)的梯形波(),由鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生與所述的梯形波)振幅相同，頻率為所述的梯形波)頻率的3的正整數(shù)倍的第一鋸齒波(》、)、第二鋸齒波(妒α )、第三鋸齒波d )和第四鋸齒波(》' )，其中所述的第二鋸齒波與第一鋸齒波(Wk)相差為180°，第三鋸齒波( 7ω )和第四鋸齒波)的波形分別為第一鋸齒波)和第二鋸齒波(,Ω )以時(shí)間軸 (雙軸)為對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)波形；B、將所述的梯形波作為調(diào)制波，所述的第一鋸齒波(, )、第二鋸齒波(ITc2)、第三鋸齒波(,cs )和第四鋸齒波)分別作為載波按以下步驟進(jìn)行調(diào)制Bi、在(Γπ /3區(qū)間，梯形波(》；)與第一鋸齒波)相比較，當(dāng)?shù)谝讳忼X波(》、)大 于梯形波)時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谝讳忼X波小于梯形波(Wm )時(shí)，輸出高電位；Β2、在π /3^2 π /3區(qū)間，梯形波(！仏)與第一鋸齒波(》'C1 )或者第二鋸齒波(Wc2 )比 較，當(dāng)?shù)谝讳忼X波)或者第二鋸齒波)大于梯形波)時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谝?鋸齒波(J^1 )或者第二鋸齒波(,O2 )小于梯形波)時(shí)，輸出高電位；B3、在2 π /3 π區(qū)間，梯形波(》；)與第二鋸齒波(,ω )相比較，當(dāng)?shù)诙忼X波) 大于梯形波)時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)诙忼X波(,02 )小于梯形波)時(shí)，輸出高電位； Β4、在π、π /3區(qū)間，梯形波(Wm )與第三鋸齒波( ΤΩ )相比較，當(dāng)?shù)谌忼X波(Wcs ) 大于梯形波(^s )時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谌忼X波(,￡3)小于梯形波(》；)時(shí)，輸出高電位； Β5、在4 π /3飛π /3區(qū)間，梯形波)與第三鋸齒波()或者第四鋸齒波(妒《 )比 較，當(dāng)?shù)谌忼X波)或者第四鋸齒波)大于梯形波( )時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谌?鋸齒波)或者第四鋸齒波(》' )小于梯形波)時(shí)，輸出高電位；B6、在5 π /3^2 π區(qū)間，梯形波(化)與第四鋸齒波)相比較，當(dāng)?shù)谒匿忼X波(,Ot )大于梯形波)時(shí)，輸出低電位，當(dāng)?shù)谒匿忼X波)小于梯形波)時(shí)，輸出高電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，其 特征在于所述的第二鋸齒波)為所述的第一鋸齒波(JTei )相移180°所產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制 方法，其特征在于所述的第一鋸齒波(,C1 )、第二鋸齒波(,C2 )、第三鋸齒波(,03 )和第四 鋸齒波(K、)的頻率為梯形波)頻率的36倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，其特征在于該方法是一種基于鋸齒波的三相多載波調(diào)制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于鋸齒波的位置反相交叉的多載波TPWM調(diào)制方法，該方法采用調(diào)制波為梯形波，所述的方法采用的載波為鋸齒波，包括產(chǎn)生符合要求的載波和調(diào)制信號(hào)，然后進(jìn)行PWM調(diào)制，載波為四組鋸齒波。本發(fā)明的有益效果由四組載波鋸齒波和梯形波直接進(jìn)行調(diào)制，簡(jiǎn)單易行，采用鋸齒波調(diào)制載波比更多，控制更靈活。
文檔編號(hào)H02M7/42GK102148581SQ201110099370
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者付強(qiáng), 馮福生, 劉遠(yuǎn)義, 常國(guó)祥, 張子紅, 徐益民, 桑林, 董翠蓮 申請(qǐng)人:黑龍江科技學(xué)院