是新型调制策略下直流输入电压为300V的仿真波形；
[0039] 图13是新型调制策略下直流输入电压为400V的仿真波形。
【具体实施方式】
[0040] 本发明实施例提供了一种Z源逆变器电感的SVPffM调制方法，包括：获取参考矢量 Vr;根据参考矢量t的相位角0，确定参考矢量V^所在扇区的基本矢量Vj和Vj+1的作 用时间TjPT^确定直通占空比D。、调制比M、开关周期Ts;按照预设的矢量V0、Vj、Vj+1 和V7以及直通作用控制的起止时刻控制Z源逆变器电感工作，其特征在于：
[0041] 在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vi，有 效矢量V1与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量V7之间，先后控制V0、直通、Vj、直通、Vj+1、 直通和V7作用控制，以使得非直通状态作用控制下，电流纹波大小关于Z源电感电流平均 值上下对称。
[0042] 在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vi，有 效矢量V1与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量V7之间，先后控制V0、直通、Vj、直通、Vj+1、 直通和V7作用控制，以使得非直通状态作用控制下，电流纹波大小关于Z源电感电流平均 值上下对称具体为：
[0043] 在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vp 有效矢量V1与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量V7之间；即to-tl时刻，矢量VO作用控 制；tl-t2时刻，直通作用控制；t2-t3时刻，矢量Vi作用控制；t3-t4时刻，直通作用控制； t4-t5时刻，矢量V2作用控制；t5-t6时刻，直通作用控制；t6-Ts/2,V7作用控制；其中，
[0045] TO为周期开始时刻，即TO= 0。在一个载波周期内的工作过程左右对称。即V0、 直通、Vj、直通、Vj+1、直通和V7作用时间在一个周期内关于Ts/2对称。
[0046] 本发明实施例一种通过合理分配各开关周期内的直通时间，使Z源电感电流纹波 在非直通状态时实现关于平均值对称，减小了Z源电感电流的纹波。该SVPffM调制方法在不 增加功率开关管开通关断次数的前提下，可最大程度的将传统零矢量转化为直通零矢量， 减小Z源电感电流纹波，有利于Z源电感的优化设计，减小其体积重量，提高系统效率，降 低损耗。
[0047] 采用SVPffM调制策略时，在每个载波周期内共有6段直通时间，Z源电感电流脉动 6次，Z源网络的等效工作频率较高，有利于减小Z源网络的体积和重量。通过观察图5可 以发现，Z源电感电流纹波主要取决于6个开关时刻的电流瞬时值。当Z源电感值、载波频 率确定时，Z源电感电流纹波就取决于6个具体的开关时刻。每段非直通状态的持续时间 由调制比、直通占空比以及参考矢量的相位角决定，不可人为改变，可以人为改变的只有直 通时间的分配。
[0048] 如果直通时间平均分配，那么Z源电感电流的减小幅度是一致的，而由于非直通 状态的持续时间不一致，电流增大的幅度就不一致。这就导致Z源电感电流纹波受很多因 数影响，包括直通时间和非直通时间，具有不确定性，这给分析纹波大小以及设计电感带来 了较大的困难。
[0049] 以第一扇区为例，图6显示了在直通和非直通状态时Z源电感电流纹波大小，当 每段非直通状态造成的电流纹波大小关于Z源电感电流平均值上下对称时，即y2+y3 = 〇,yfy；)= 〇,yi+ye= 〇时，Z源电感电流纹波最小。当直通占空比D。、调制比M、开关周期Ts 以及参考矢量t的相位角0确定时，根据三角形的相似性，6个开关时刻可以表示为：
[0053] 可以证明，这种直通时间的分配方法可以保证Z源电感电流的纹波最小。
[0054] 对于其他扇区，设其参考矢量分别为TpTj+1，各开关时刻可得到类似的表达式，如 下所示：
[0058] Z源电感电流纹波最小的SVPffM开关信号图如图7所示。
[0059] 设定直流链峰值电压为370V，输出电压有效值为110V，图8至图10是传统调制策 略下直流输入电压分别为200V、300V、400V时的仿真波形，Z源电感电流纹波依次减小，分 别为6A、3A、0A;图11至图13是新型调制策略下直流输入电压分别为200V、300V、400V时 的仿真波形，Z源电感电流纹波依次减小，分别为4A、I. 9A、0A;每幅图从上到下依次代表直 流链电压V1,Z源电感电流k，Z源电容电压V。以及A相输出电压V。。
[0060] 对比发现新型调制策略下的Z源电感电流纹波比传统调制方式下的Z源电感电流 纹波减小了约33% ;还可以发现当输入电压最小，参考矢量与有效矢量同相位时，Z源电感 电流纹波最大；图11(b)是输入电压为200V时载波周期下的仿真波形，从中可以发现每个 载波周期有6段直通状态，每段的直通时间不等，非直通状态时Z源电感电流关于其平均值 上下对称。
[0061] 这些仿真结果都与理论分析相吻合，说明新型调制策略适用于串联型Z源逆变 器，有利于减小Z源电感电流的纹波。
【主权项】
1. 一种Z源逆变器电感的SVPWM调制方法，包括： 获取参考矢量Vr; 根据参考矢量t的相位角0，确定参考矢量V^所在扇区的基本矢量Vj和Vj+1的作 用时间TjPTj+1; 确定直通占空比D。、调制比M、开关周期Ts; 按照预设的矢量VO、Vj、Vj+l和V7以及直通作用控制的起止时刻控制Z源逆变器电感 工作，其特征在于： 在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vi，有效矢 量Vi与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量V7之间，先后控制V0、直通、Vj、直通、Vj+1、直通 和V7作用控制，以使得非直通状态作用控制下，电流纹波大小关于Z源电感电流平均值上 下对称。2. 如权利要求1所述的Z源逆变器电感的SVPWM调制方法，其特征在于：在半个载波 周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vi，有效矢量Vi与有效矢量 V2，有效矢量V2与零矢量￥7之间，先后控制V0、直通、Vj、直通、Vj+1、直通和V7作用控制， 以使得非直通状态作用控制下，电流纹波大小关于Z源电感电流平均值上下对称具体为： 在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V。与有效矢量Vi，有效矢 量乂:与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量￥7之间；即t〇-tl时刻，矢量V0作用控制；tl-t2 时刻，直通作用控制；t2-t3时刻，矢量Vi作用控制；t3-t4时刻，直通作用控制；t4-t5时 亥IJ，矢量V2作用控制；t5-t6时刻，直通作用控制；t6-Ts/2，V7作用控制；其中，
【专利摘要】本发明提供了一种Z源逆变器电感的SVPWM调制方法，包括：获取参考矢量Vr；根据参考矢量Vr的相位角θ，确定参考矢量Vr所在扇区的基本矢量Vj和Vj+1的作用时间Tj和Tj+1；确定直通占空比D0、调制比M、开关周期Ts；按照预设的矢量V0、Vj、Vj+1和V7以及直通作用控制的起止时刻控制Z源逆变器电感工作，在半个载波周期内，将直通时间分成的三份，分别插入零矢量V0与有效矢量V1，有效矢量V1与有效矢量V2，有效矢量V2与零矢量V7之间，先后控制V0、直通、Vj、直通、Vj+1、直通和V7作用控制，以使得非直通状态作用控制下，电流纹波大小关于Z源电感电流平均值上下对称。减小了Z源电感电流的纹波。
【IPC分类】H02M7/5395, H02M7/5387
【公开号】CN105024580
【申请号】CN201510345884
【发明人】蔡鹏 , 汤雨, 王小峰
【申请人】江苏博纬新能源科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月19日