三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法
【专利摘要】本发明属于交流逆变器变频调制领域，为使特定谐波消除调制达到预期消谐效果，本发明采取的技术方案是，三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法，包括下列步骤：一、推导出中点电压波动方程，对支撑电容两端电压进行量化分析：二、通过分析中点电压表达式可以知道控制输出相电压中含有适量三次谐波可以抑制中点电压波动：三、重构傅里叶方程组如下式中，Udc为直流侧电压；N为四分之一周期内开关角个数；g＝2，4，6，8，10；αk为待求开关角。本发明主要应用于交流逆变器变频调制。
【专利说明】三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交流逆变器变频调制领域，涉及电力电子领域的相关技术。具体讲，涉 及三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法。 技术背景
[0002] 特定谐波消除调制（SHEPWM)由于其开关频率低，输出谐波含量小等优势，被广泛 应用于大功率变频调制领域。随着电力电子技术的发展和对变换器容量要求的不断提升， 三电平特定谐波消除调制技术被广泛应用与NPC型三电平逆变结构中，拓扑结构如图1所 示。相比于普通的逆变调制策略，三电平特定谐波消除调制能够保证在较低的开关频率下 输出高质量波形；逆变器耐压能力强等特点。
[0003] 在NPC型逆变电路下进行三电平特定谐波消除调制，会导致严重的中点电压波动 问题。目前解决该问题的方法多以控制策略为主，增加了控制系统的复杂性。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的不足，使特定谐波消除调制达到预期消谐效果，本发明采取的 技术方案是，三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法，包括下列步骤：
[0005] -、推导出中点电压波动方程，对支撑电容两端电压进行量化分析：
[0006] (1)设置输出相电压角度值为0 ;Im为基波电流幅值；M为调制比；C为支撑电容 值为角速度，将一周期划分为六个区域，当三相输出电流接入中点〇时就会产生中点电 流，则表达式为 ：
[0007]
【权利要求】
1. 一种三电平特定谐波消除调制傅里叶方程组的构造方法，其特征是，包括下列步 骤： 一、推导出中点电压波动方程，对支撑电容两端电压进行量化分析： (1) 设置输出相电压角度值为e;im为基波电流幅值；M为调制比；c为支撑电容值；《 为角速度，将一周期划分为六个区域，当三相输出电流接入中点〇时就会产生中点电流，则 表达式为：
式中，i。为中点电流；ia、ib、i。为三相电流；Sa、Sb、S。为开关状态函数； 将开关状态函数转换成连续函数，只考虑期中的基波和三次谐波，则中点电流表达式 为
式中，1 =O，l，2;K= 2Mkh3sin(3 0);t= 0-2Jil/3;f?为相电流滞后相电压的角 度；ia(t)表示将a相电流ia平移2 1/3个相位得到的函数，其它相含义类同； (2) 对中点电流进行积分运算，得到支撑电容电压表达式，Uc;1为单个支撑电容电压，即 中点电压；为基波作用产生电压；uh3为三次谐波作用产生电压；中点电压公式如下：
基波作用产生电压表达式如下：
由于公式较长，为便于书写，用A、B代指上式中的部分项，其中，
1 = 〇, 1,2 ； 三次谐波作用产生电压表达式如下
由于公式较长，为便于书写，用D、E、F、J代指上式中的部分项，其中，
;kh3为三次谐波与基波幅值之比； 二、 通过分析中点电压表达式可以知道控制输出相电压中含有适量三次谐波可以抑制 中点电压波动：将输出相电压脉冲幅值分别计算出来，根据各个电压值大小设置权值系数， 引入到傅里叶方程组当中，以uak近似作为a相电压第k个脉冲的幅值，定义脉冲波动权值 系数Pi,i= 1,2,…，比且当k= 1,2，......，
时，有P2k-i=p2k=uk+uN-k+i当
时，有
三、 重构傅里叶方程组如下
式中，Ud。为直流侧电压；N为四分之一周期内开关角个数；g= 2,4,6,8,10 ;ak为待求 开关角。
【文档编号】H02M1/12GK104410255SQ201410745824
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】夏长亮, 姜勃, 谷鑫 申请人:天津工业大学