一种基于三角载波的多周期及混沌spwm频谱计算方法
【专利摘要】本发明提出一种基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，包括以下步骤：S1，对三角载波的开关周期进行处理以获得正弦脉宽调SPWM波；S2，根据所述三角波和正弦调制波获得所述SPWM波的跳变时刻点；S3，根据所述跳变时刻点对所述SPWM波进行双重傅里叶级数分解以获得分解结果，并对所述分解结果进行频谱分析。根据本发明的频谱分析方法，能够获取多周期及混沌SPWM的频谱定量分析结果，为多周期及混沌SPWM控制在降低谐波峰值、抑制电磁干扰方面提供了一定的理论依据，并为多周期及混沌SPWM的工程实践提供了良好的参考，具有很强的实用性。
【专利说明】—种基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子【技术领域】，特别涉及一种基于三角载波的多周期及混沌SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation,正弦脉宽调制)频谱计算方法。
【背景技术】
[0002]在现有的正弦脉宽调制SPWM逆变器中，开关器件的高频动作会导致逆变器中存在较大的载频及其倍频谐波，从而带来电磁干扰。为消除噪声，提高电磁兼容性，现有技术中提出了多周期SPWM方法和混沌SPWM方法，这两种方法的本质是一种扩频方法，即从改变谐波的频谱分布入手，使谐波均匀的分布在较宽的频带范围内，这样一些幅值较大的谐波就可以被有效地抑制，从而达到抑制噪声和提高电磁兼容性的目的。
[0003]但是，虽然仿真和实验都证明了多周期SPWM方法和混沌SPWM方法可以降低谐波峰值、抑制电磁干扰，但是现有技术中还没有具体的频谱量化分析方法，而且现有的频谱分析软件及仪器大都基于离散采样进行频谱分析，对于快速变化的SPWM信号的波形难以得到准确的分析结果。因而，现有的SPWM波的频谱分析方法存在改进的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，该频谱分析方法能够获取SPWM波的定量分析结果，为SPWM控制在降低谐波峰值、抑制电磁干扰方面提供了一定的理论依据，并为多周期及混沌SPWM的工程实践提供了良好的参考。
[0006]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于多周期及混沌SPWM频谱计算方法，包括以下步骤:si，对三角载波的开关周期进行处理以获得正弦脉宽调SPWM波；S2，根据所述三角波和正弦调制波获得所述SPWM波的跳变时刻点；S3，根据所述跳变时刻点对所述SPWM波进行双重傅里叶级数分解以获得分解结果，并对所述分解结果进行频谱分析。
[0007]根据本发明实施例提出的基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，通过对三角载波的开关周期进行处理来获得正弦脉宽调SPWM波，并根据三角波和正弦调制波获得SPWM波的跳变时刻点，从而根据跳变时刻点对SPWM波进行双重傅里叶级数分解以获得分解结果，并对分解结果进行频谱分析。由此，该频谱分析方法能够获取多周期及混沌SPWM的定量分析结果，为SPWM控制在降低谐波峰值、抑制电磁干扰方面提供了一定的理论依据，并为多周期及混沌SPWM的工程实践提供了良好的参考。此外，该频谱分析方法还可以根据用户自己的要求，根据实际数据计算脉冲频谱，具有很强的实用性。
[0008]在本发明的一个实施例中，在步骤SI中，根据以下公式获取所述三角载波的开关周期:
[0009]Ti=Tr+Δ Tk (i)
[0010]其中，Ti为所述三角载波的开关周期，I；是基准开关周期，AT是最大周期波动值，k(i)为一个变化的序列且在大于等于-1且小于等于I的区间内变化，i=l, 2，…，P，P为所述三角载波的开关周期的变化个数。
[0011]进一步地，在所述三角载波的载波周期T。内，第i个三角载波的上升段的表达式为:
【权利要求】
1.一种基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，包括以下步骤: SI，对三角载波的开关周期进行处理以获得正弦脉宽调SPWM波； S2，根据所述三角波和正弦调制波获得所述SPWM波的跳变时刻点； S3，根据所述跳变时刻点对所述SPWM波进行双重傅里叶级数分解以获得分解结果，并对所述分解结果进行频谱分析。
2.如权利要求1所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，在步骤SI中，根据以下公式获取所述三角载波的开关周期:
Ti=Tr+Δ Tk (i) 其中，Ti为所述三角载波的开关周期，I；是基准开关周期，Λ T是最大周期波动值，k(i)为一个变化的序列且在大于等于-1且小于等于I的区间内变化，i=l, 2，…，p，P为所述三角载波的开关周期的变化个数。
3.如权利要求2所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，其中，在所述三角载波的载波周期T。内，第i个三角载波的上升段的表达式为:
4.如权利要求3所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，其中，在所述三角载波的载波周期T。内，第i个三角载波的下降段的表达式为:
5.如权利要求4所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，所述步骤Si包括: 将所述三角载波与所述正弦调制波进行比较以获得所述SPWM波U0⑴。
6.如权利要求1-4任一项所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，其中，所述三角载波的开关周期按照多周期或混沌映射序列变化。
7.如权利要求4所述用于基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，其中，所述SPWM波的跳变时刻点包括由高变低的跳变时刻点和由低变高的跳变时刻点，在载波周期Tc内，第i个由高变低的跳变时刻点Xioff为:
8.如权利要求7所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，其中，在载波周期T。内，第i个由低变高的跳变时刻点Xion为:
9.如权利要求8所述基于三角载波的多周期及混沌SPWM频谱计算方法，其特征在于，在步骤S3中，所述SPWM波的双重傅里叶级数分解结果为:
【文档编号】G01R23/16GK103792426SQ201410016176
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】李虹, 刘永迪, 游小杰, 王琛琛, 郑琼林, 林飞, 杨中平, 张立伟 申请人:北京交通大学