一种共模电压调整方法、装置及控制系统与流程

1.本技术涉及电子技术领域，尤其涉及一种共模电压调整方法、装置及控制系统。


背景技术：

2.三相三电平逆变器具有输出电平多、电压应力小、纹波电流小、谐波特性好等优势，因此在电力电子领域得到了广泛应用。通常通过在脉宽调制波中注入三相共模电压，可以提升三相三电平逆变器直流电压利用率，降低开关损耗、优化谐波特性等效果。
3.三相三电平逆变器的共模电压注入控制方法包括连续脉冲宽度调制(continuous pulse width modulation，cpwm)和不连续脉冲宽度调制(discontinuous pulse width modulation，dpwm)。但是采用cpwm时，流过三相三电平逆变器母线电容的纹波电流相对较小，会导致三相三电平逆变器的开关器件功率增大，影响效率；采用dpwm时，三相三电平逆变器的开关器件的开关功率较小，但流过母线电容的纹波电流相对较大。
4.相关技术还提出，在三相三电平逆变器的漏电电流、调制等满足预设条件时，将cpwm转换为dpwm或将dpwm转换为cpwm，但是该方式虽然可以减少纹波电流和开关器件的损耗，但是在调制方式切换时，未考虑到三相三电平逆变器当前的工作情况，直接切换易损耗器件的使用寿命。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种共模电压调整方法、装置及控制系统，用以减少器件的损耗程度，延长器件的使用周期。
6.第一方面，本技术实施例提供一种共模电压调整方法，该调整方法可应用于控制器，其中，控制器用于生成控制电压逆变电路的控制指令。该电压逆变电路可将交流电压转换成直流电压，该电压逆变电路可通过逆变器来实现，也可过其他电路来实现，如：开关电路、滤波电路等，本技术在此不具体限定电压逆变电路的实现形式。在执行本技术的共模电压调整方法时，控制器可执行如下：
7.根据第一调制方式生成第一共模电压的注入指令；第一共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第一共模电压；控制器根据第二调制方式生成第二共模电压的注入指令；第二共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第二共模电压；在转换调制方式的时间段内，控制器根据第一共模电压的注入指令与第二共模电压的注入指令，生成第三共模电压的注入指令；第三共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第三共模电压；在转换调制方式的时间段内的任一时刻，第三共模电压在第一共模电压与第二共模电压之间；第三共模电压从第一共模电压转换成第二共模电压，或第三共模电压从第二共模电压转换成第一共模电压；其中，第一调制方式为连续调制；第二调制方式为非连续调制。
8.本技术中，控制器根据不同的调制方式生成不同的共模电压注入指令，在转换调制方式时，控制器参考了不同的共模电压注入指令(第一共模电压注入指令和第二电压共模注入指令)的情况，得到转换调制方式时间段内的第三共模电压的注入指令，且电压逆变
电路在第三共模电压注入指令的作用下输出的第三共模电压是从第一共模电压缓变至第二共模电压，或从第二共模电压缓变至第一共模电压。该方式可在调制方式转换时，减少对电压逆变电路的器件的损害，进一步地还可以延长器件的使用周期。
9.在一种可能的实现方式中，控制器可获取预存的模式因子；模式因子用于指示第二共模电压的注入指令的权重值；通过对第一共模电压的注入指令、第二共模电压的注入指令以及模式因子加权计算，生成第三共模电压的注入指令。
10.需要说明的是，为了在调整共模电压的脉冲宽度时，减少器件的损耗，本技术引入了模式因子。在电压逆变电路转换调制方式的时间段内，将模式因子作为权重值对注入指令进行加权计算得到第三共模电压的注入指令。该方式综合考虑了转换时间段内各调制方式对应的共模电压的注入指令对共模电压的影响，可通过共模电压的注入值(共模电压的注入指令与共模电压的注入值一一对应)的缓慢变化实现对电压逆变电路共模电压的脉冲宽度的调整。该方式可避免调制方式间的瞬间切换，可减少器件的损耗程度。此外，在器件损耗程度降低的情况下，器件的使用寿命也可以进一步得到延长。
11.在一种可能的实现方式中，模式因子可随时间的增长指数递增，或模式因子可随时间的增长指数递减，或模式因子可随时间的增长阶梯递减以及模式因子可随时间的增长阶梯递增。
12.需要说明的是，模式因子随着时间按照上述方式变化，可以保证在转换调制方式的时间段内共模电压是缓慢变化，而非突变的，该方式可以减少对器件的损耗程度。
13.在一种可能的实现方式中，第一共模电压的注入指令的权重值与模式因子加和后为1。
14.在转换调制方式的时间段内，第一调制方式与第二调制方式切换的情况下，通过模式因子指示第二共模电压的注入指令的权重值，显然可知第一共模电压的注入指令的权重值为1减去模式因子的取值。该方式可以保证第三共模电压在转换调制方式的时间段内连续缓慢变化。
15.在一种可能的实现方式中，若模式因子为1，第三共模电压与第二共模电压相同；若模式因子为0，第三共模电压与第一共模电压相同。
16.在一种可能的实现方式中，第一调制方式为cpwm，第二调制方式为dpwm。
17.需要说明的是，采用cpwm进行调制时，流经电压逆变电路母线电容的纹波电流较小，采用dpwm进行调制时，电压逆变电路中的开关器件损耗较小。本技术在调制方式转换的时间段内，考虑了两种调制方式的共模电压注入指令，使得本技术在调制方式切换时，既可以保证母线电容的纹波电流较小，又可以保证不会过多损耗开关器件。第二方面，本技术实施例提供一种共模电压调整装置，包括：控制器和电压逆变电路；
18.控制器可用于根据第一调制方式生成第一共模电压的注入指令；第一共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第一共模电压；以及根据第二调制方式生成第二共模电压的注入指令；第二共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第二共模电压；在转换调制方式的时间段内，控制器根据第一共模电压的注入指令与第二共模电压的注入指令，生成第三共模电压的注入指令；第三共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第三共模电压；在转换调制方式的时间段内的任一时刻，第三共模电压在第一共模电压与第二共模电压之间；第三共模电压从第一共模电压转换成第二共模电压，或第三共模电压
从第二共模电压转换成第一共模电压。
19.电压逆变电路可用于接收第三共模电压注入指令，输出第三共模电压；其中，第一调制方式为连续调制；第二调制方式为非连续调制。
20.在一种可能的实现方式中，控制器具体用于：获取预存的模式因子；模式因子用于指示第二共模电压的注入指令的权重值；通过对第一共模电压的注入指令、第二共模电压的注入指令以及模式因子加权计算，生成第三共模电压的注入指令。
21.在一种可能的实现方式中，模式因子随时间的增长指数递增，或模式因子随时间的增长指数递减，或模式因子随时间的增长阶梯递减，或模式因子随时间的增长阶梯递增。
22.在一种可能的实现方式中，第一共模电压的注入指令的权重值与模式因子加和后为1。
23.在一种可能的实现方式中，若模式因子为1，第三共模电压与第二共模电压相同；若模式因子为0，第三共模电压与第一共模电压相同。
24.在一种可能的实现方式中，第一调制方式为cpwm，第二调制方式为dpwm。
25.第三方面，本技术实施例提供一种控制系统，包括：功率指令生成单元、数据采集单元以及如第二方面所述的共模电压调整装置；共模电压调整装置的控制器分别与功率指令生成单元、数据采集单元连接；数据采集单元还与共模电压调整装置的电压逆变电路连接；数据采集单元，用于采集电压逆变电路的输出端口的电压、电压逆变电路的母线电压；功率指令生成单元，用于根据上位机下发的调度指令，生成电压逆变电路的输出功率指令和输出电流指令；控制器根据输出功率指令、输出电流指令、电压逆变电路的母线电压、电压逆变电路的输出端口的电压，确定控制指令。
26.上述第二方面和第三方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以达到的技术效果，重复之处不予详述。本技术的这些方面或其它方面将在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
27.图1示出了一种三相三电平逆变器的结构示意图；
28.图2示出了本技术实施例提供的控制系统的结构示意图；
29.图3示出了本技术实施例提供的共模电压调整方法的流程示意图；
30.图4示出了本技术实施例提供的模式因子的函数关系示意图；
31.图5示出了本技术实施例提供的模式因子的函数关系示意图；
32.图6a示出了本技术实施例提供的共模电压调整方法的流程示意图；
33.图6b示出了本技术实施例提供的共模电压变化趋势的示意图；
34.图7示出了本技术实施例提供的共模电压调整装置的结构示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行详尽描述。
36.需要说明的是，本技术提及的电压逆变电路可将交流电压转换成直流电压，该电压逆变电路可通过逆变器来实现，也可过其他电路来实现，如：开关电路、滤波电路等，本申
请在此不具体限定电压逆变电路的实现形式。在此仅以三相三电平的逆变器为例进行示意，图1中示出的三相三电平逆变器包括正极直流母线、负极直流母线、中线、正极母线电容、负极母线电容、三相直流-交流逆变电路、三相滤波器、三相交流出线端。其中，c1为正极母线电容，c2为负极母线电容，图1中的q1-q18均为三相三电平逆变器中的开关器件，q1-q18的开关器件可构成三相直流-交流逆变电路；电感组l1、电容组c0以及电感组l2可构成三相滤波器。其中，三相直流-交流逆变电路的正极端与正极母线电容c1的正极端相连，作为正极直流母线；三相直流-交流逆变电路的负极端与负极母线电容c2的负极端相连，作为负极直流母线；三相直流-交流逆变电路的中线端与正极母线电容c1的负极和负极母线电容c2的正极相连，作为中线；三相直流-交流逆变电路的三相输出端分别与三相滤波器的一端相连；三相滤波器的另一端与三相交流出线端相连，作为三相三电平电压逆变电路的输出端口，通过线缆接入三相变压器或直接接入三相交流电网。
37.需要说明的是，直流电压通过电容c1的正极和电容c2的负极流入到三相三电平逆变器中，vbus为母线电压，直流电压以及共模电压的注入指令经过q1-q18开关器件的作用后，再经电感组l1、电容组c0以及电感组l2构成的三相滤波器的滤波得到逆变电压(也即交流电压)。其中，在三相三电平逆变器工作时，电容组c0各电容两端的电压值加和后取平均值为三相三电平逆变器的共模电压。
38.如背景技术所述，通常在脉宽调制波中注入三相共模电压，可提高三相三电平逆变器直流电压利用率，但是采用cpwm时，流过三相三电平逆变器母线电容的纹波电流相对较小，但会导致三相三电平逆变器的开关器件功率增大，影响效率；采用dpwm时，三相三电平逆变器的开关器件的开关功率较小，但流过母线电容的纹波电流相对较大。故而，需要将两种调制方式进行切换来保证母线电容纹波电流中较小的电流和开关器件较小的功率。但是两种调制方式之间的瞬时切换很易造成对器件的损害，故此本技术提供一种新的共模电压调整方法以降低器件的损耗，并延长器件的使用周期。
39.本技术的方法可以适用于多种应用场景中，如在光伏电压逆变电路中将光能转换成直流电压后通过本技术的方案转换成交流电压、在风力变流器中将风能转换成直流电压后通过本技术的方案转换成交流电压等，本技术在此不作详细说明，凡是设置有电压逆变电路的应用场景中均可以采用本技术的方案。
40.需要说明的是，通常电压逆变电路可由电容、电感、晶体管以及二极管等电子元件构成，本技术在此并不限定电压逆变电路中各个电子元件的连接关系，只要可将直流电压转换成交流电压的电子元件连接方式，均适用于本技术所述的电压逆变电路。接下来以电压逆变电路为三相三电平逆变器为例进行说明，但在实际应用时，并不限定电压逆变电路的类型。
41.图2示出了本技术可以应用的一种控制系统的结构示意图，该控制系统包括：功率指令生成单元、数据采集单元以及共模电压调整装置。共模电压调整装置中包括控制器和电压逆变电路。控制器分别与功率指令生成单元、数据采集单元连接；数据采集单元还与电压逆变电路连接。图2示出的电压逆变电路为由三相三电平逆变电路、多个电容和电感构建的逆变器。其中，正极直流母线与负极直流母线之间的电压为母线电压，也即图2所示的ubus，逆变器交流出线端输出的电压分别为ua、ub以及uc。其中，数据采集单元可实时采集逆变器交流出线端的电压ua、ub以及uc、逆变器的母线电压ubus。功率指令生成单元可根据
上位机下发的调度指令，生成逆变器的输出功率指令和输出电流指令。控制器可根据输出功率指令、输出电流指令、数据采集单元采集得到的逆变器的母线电压、逆变器的输出端口电压，确定控制指令。此外，在实际执行时，可通过共模电压注入量计算单元和驱动单元来实现控制器的部分功能，如，共模电压注入量计算单元根据输出电流指令、母线电压、端口电压，计算生成共模电压的注入值。通过驱动单元生成与共模电压的注入值相匹配的控制指令也即共模电压的注入指令。另外，控制系统中的其他单元也可通过多个单元来实现，本技术在此不作具体限定。
42.下面通过图3来介绍本技术的共模电压调整方法，该方法可通过上述图2中的控制器来执行，具体执行时可参照如下步骤：
43.步骤301，根据第一调制方式生成第一共模电压的注入指令；第一共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第一共模电压。
44.步骤302，根据第二调制方式生成第二共模电压的注入指令；第二共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第二共模电压。
45.需要说明的是，步骤301和步骤302在执行顺序上不区分先后。
46.步骤303，在转换调制方式的时间段内，控制器根据第一共模电压的注入指令与第二共模电压的注入指令，生成第三共模电压的注入指令；第三共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第三共模电压；在转换调制方式的时间段内的任一时刻，第三共模电压在第一共模电压与第二共模电压之间；第三共模电压从第一共模电压转换成第二共模电压，或第三共模电压从第二共模电压转换成第一共模电压。
47.其中，第一调制方式为连续调制；第二调制方式为非连续调制。
48.根据上文描述可知，为了保证母线电容纹波电流中较小的电流和开关器件较小的功率需要切换调制方式，本技术提供的方法可适用于调制方式切换的过程中。相关技术的方案是直接进行调制方式的切换，调制方式转换时间可能比较短暂，调制方式的切换近似于瞬间切换，然而本技术，在确定调制方式需要切换后，设置转换调制方式的时间段，在转换调制方式的时间段内缓慢调整共模电压的注入值，避免瞬间切换调制方式对器件的损害。
49.另外，该转换调制方式的时间段可根据用户的需求进行设置，如用户不太关注器件的损耗，希望调制方式可以切换的时间短一些，可将转换调制方式的时间段设置的短些。用户十分关注器件的损耗，可将转换调制方式的时间段设置的长些。
50.需要说明的是，为了实现在转换调制方式的时间段内，第三共模电压缓慢变化，可通过对第一共模电压的注入指令和第二共模电压的注入指令加权计算来确定，还可以通过其他方式来确定，只要保证电压逆变电路的共模电压缓变即可。
51.本技术中，在转换调制方式的时间段内的任一时刻，第三共模电压在第一共模电压与第二共模电压之间，可以保证第三共模电压在转换调制方式的时间段内的取值在第一共模电压与第二共模电压之间变化，例如，转换调制方式的时间段为5秒，起始时间点为a，第一共模电压为3v，第二共模电压为4v，在第a+3秒对应的时刻，第三共模电压的值在3v-4v之间，可能为3.5v，也可能为其他数值。此外，第三共模电压从第一共模电压转换成第二共模电压，或第三共模电压从第二共模电压转换成第一共模电压，可以保证在第一调制方式切换到第二调制方式时，第三共模电压的值从第一共模电压缓慢变化为第二共模电压，或
可以保证在第二调制方式切换到第一调制方式时，第三共模电压的值从第二共模电压缓慢变化为第一共模电压。
52.本技术中，控制器根据不同的调制方式生成不同的共模电压注入指令，在转换调制方式时，控制器参考了不同的共模电压注入指令(第一共模电压注入指令和第二电压共模注入指令)的情况，得到转换调制方式时间段内的第三共模电压的注入指令，且电压逆变电路在第三共模电压注入指令的作用下输出的第三共模电压是从第一共模电压缓变至第二共模电压，或从第二共模电压缓变至第一共模电压。该方式可在调制方式转换时，减少对电压逆变电路的器件的损害，进一步地还可以延长器件的使用周期。
53.在一种可选的实施方式中，本技术中，控制器可获取预存的模式因子，通过对第一共模电压的注入指令、第二共模电压的注入指令以及模式因子加权计算，生成第三共模电压的注入指令。该模式因子可用于指示第二共模电压的注入指令的权重值，也可用于指示第一共模电压的注入指令的权重值，具体指示哪个共模电压注入指令的权重值，可根据用户的需求进行设置，本技术在实际应用时，并不做具体限定。
54.还要说明的是，在通过模式因子确定第三共模电压的注入指令时，转换调制方式的时间段还可根据模式因子的变化进行设置，模式因子通常遵循固定的函数规律，如与时间呈某函数关系，可将函数临界点或者与横坐标轴的交点对应的时间值作为转换调制方式的时间段。本技术在此不具体限定如何确定转换调制方式的时间段，凡是调制方式切换时所需时间段均为转换调制方式的时间段。
55.上述的模式因子与时间可能是连续变化的也可能是非连续变化的如图4所示，假定模式因子的最大值为1，可将转换调制方式的时间段归一化处理，假定转换调制方式的时间段为0-5秒，归一化后，3秒对应的值为0.6(3/5*1＝0.6)，在此仅做示例性说明，并不具体限定模式因子归一化处理的方式。图4中(a)示出了模式因子随时间连续变化的函数关系示意图，当时间为0.5时对应的模式因子为0.75。图4中(b)示出了模式因子随时间变化的另一示意图，(b)中模式因子的取值与时间呈阶梯变化，时间为0.8时对应的模式因子的取值为0.60。本技术在此不具体限定模式因子随时间的变化趋势。
56.在确定电压逆变电路共模电压的注入值时，可将各共模电压注入指令对应的模式因子与各共模电压注入指令对应的共模电压的注入值进行加权求和，确定在切换时间段的不同时刻输入到电压逆变电路的共模电压的注入值。在电压逆变电路转换调制方式的时间段内，将模式因子作为权重值与共模电压注入指令相乘计算共模电压的注入值，并基于与共模电压的注入值相匹配的共模电压注入指令控制电压逆变电路。该方式综合考虑了转换调制方式的时间段内各调制方式对应的共模电压的注入值对电压逆变电路的共模电压的影响，可通过共模电压注入值的缓慢变化实现对电压逆变电路的共模电压的调整。该方式可避免调制方式间的瞬间切换，可较好降低器件的损耗程度。在器件损耗程度降低的情况下，器件的使用周期也进一步得到延长。
57.在一种可选的实施方式中，模式因子随时间变化包括以下方式中的一种或多种：模式因子随时间的增长指数递增如图5中(a)所示、模式因子随时间的增长指数递减如图5中(b)所示、模式因子随时间的增长阶梯递减如图5中(c)所示、模式因子随时间的增长阶梯递增如图5中(d)所示以及模式因子随时间的呈一阶滤波变化如图5中(e)所示。图5中，模式因子的最大值为1，图5中示意的转换时间段进行了归一化处理。
58.需要说明的是，模式因子的取值随着时间按照上述方式变化，可以保证在转换调制方式的时间段内第三共模电压是缓慢变化的。
59.在一种可选的实施方式中，若模式因子指示第二共模电压的注入指令的权重值，那么第一共模电压的注入指令的权重值与模式因子加和后为1。另外，若模式因子为1，第三共模电压与第二共模电压相同，该方式可以理解为，转换调制方式的时间段内，调制方式从第二调制方式切换为第一调制方式，在调制方式刚切换时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作为第二共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第二共模电压相同；亦或者，转换调制方式的时间段内，调制方式从第一调制方式切换为第二调制方式，在调制方式切换完成时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作第二共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第二共模电压相同。若模式因子为0，第三共模电压与第一共模电压相同，该方式可以理解为，转换调制方式的时间段内，调制方式从第一调制方式切换为第二调制方式，在调制方式刚切换时，电压逆变电路接收到的第三共模电压控制指令可看作为第一共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第一共模电压相同；亦或者，转换调制方式的时间段内，调制方式从第二调制方式切换为第一调制方式，在调制方式切换完成时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作第一共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第一共模电压相同。
60.在另一种可选的实施方式中，若模式因子指示第一共模电压的注入指令的权重值，那么第二共模电压的注入指令的权重值为与模式因子加和后为1。另外，若模式因子为1，第三共模电压与第一共模电压相同，该方式可以理解为，转换调制方式的时间段内，调制方式从第一调制方式切换为第二调制方式，在调制方式刚切换时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作为第一共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第一共模电压相同；亦或者，转换调制方式的时间段内，调制方式从第二调制方式切换为第一调制方式，在调制方式切换完成时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作第一共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第一共模电压相同。若模式因子为0，第三共模电压与第二共模电压相同，该方式可以理解为，转换调制方式的时间段内，调制方式从第二调制方式切换为第一调制方式，在调制方式刚切换时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作为第二共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第二共模电压相同；亦或者，转换调制方式的时间段内，调制方式从第一调制方式切换为第二调制方式，在调制方式切换完成时，电压逆变电路接收到的第三共模电压的注入指令可看作第二共模电压的注入指令，因此第三共模电压与第二共模电压相同。
61.在一种可选的实施方式中，第一调制方式可以为cpwm，第二调制方式可以为dpwm。在实际应用时，可通过模式因子仅仅指示cpwm对应的权重值，那么dpwm对应的权重值为1减去模式因子。本技术方案在实际应用时不具体限定模式因子指示cpwm的权重值还是dpwm的权重值。
62.需要说明的是，采用cpwm进行调制时，流经电压逆变电路母线电容的纹波电流较小，采用dpwm进行调制时，电压逆变电路中的开关器件损耗较小。本技术在调制方式转换的时间段内，通过对模式因子、第一共模电压的注入指令以及第二共模电压的注入指令的加权计算，使得转换调制方式时，既可以保证母线电容的纹波电流较小，又可以保证不会过多损耗开关器件。在转换调制方式的时间段内，cpwm与dpwm切换的情况下，通过模式因子指示
dpwm的权重值，显然可知cpwm的权重值为1减去模式因子的取值。该方式可以保证共模电压在转换调制方式的时间段内缓慢变化。
63.下面通过图6a示意的共模电压调整方法的流程示意图，来说明在调制方式包括cpwm和dpwm的情况下，如何确定共模电压的注入值。下文仅以模式因子指示dpwm的权重为例进行说明。
64.数据采集单元可先采集三相三电平电压逆变电路的正、负极母线之间的电压ubus以及交流端口的输出电压ua、ub以及uc。控制器可根据ubus、ua、ub以及uc的取值计算cpwm对应的共模电压的注入值，以及dpwm对应的共模电压的注入值。
65.需要说明的是，在计算cpwm生成共模电压注入指令所需的共模电压注入值u
cmvcpwm
以及dpwm生成共模电压注入指令所需的共模电压注入值u
cmvdpwm
时，可参照如下规则计算：
66.(1)计算ua、ub以及uc的最大值umax，以及ua、ub以及uc的最小值umin；
67.(2)u
cmvcpwm
＝-0.5(umax+umin)；
68.(3)u
cmvdpwmmax
＝-0.5ubus-umax；
69.(4)u
cmvdpwmmin
＝-0.5ubus-umin；
70.(5)按下式计算u
cmvdpwm
：
71.若|u
cmvdpwmmax
|＜|u
cmvdpwmmin
|，则u
cmvdpwm
＝u
cmvdpwmmax
；否则，u
cmvdpwm
＝u
cmvdpwmmin
。
72.需要注意的是，此处提供的连续脉冲宽度调制、不连续脉冲宽度所注入的共模电压计算方式，仅为众多可行方式的一种。其中，连续脉冲宽度调制，还可以参照文献1(《基于载波相移thi-pwm技术的多电平电压逆变电路研究》，杨航、杨剑锋、王帅，《电测与仪表》)采用三次谐波注入方式获得共模电压的注入值；不连续脉冲宽度调制，还可以参照文献2(《一种新的不连续pwm统一化实现方法》，安少亮、孙向东、陈樱娟、钟彦儒、任碧莹，中国电机工程学报)所给出的dpwm1、dpwmmax、dpwmmin等方式获得共模电压的注入值，此外现有技术中还可能存在其他计算u
cmvcpwm
和u
cmvdpwm
的方法，本技术在此不再赘述，凡是现有技术中计算u
cmvcpwm
和u
cmvdpwm
的方法均适用于本技术的方案。
73.接下来，控制器需要确定切换方向，根据切换方向确定调制方式是从cpwm切换到dpwm，还是从dpwm切换到cpwm。若调制方式是从dpwm切换到cpwm，可选择模式因子随着时间从1向0变化的函数图像；若调制方式是从cpwm切换到dpwm，可选择模式因子随着时间从0向1变化的函数图像。根据模式因子r
mode
与时间的函数图像确定不同时刻的模式因子的取值。若模式因子的取值随时间呈图5中(e)所示的一阶滤波的函数关系，可在不同切换时间段内的不同时刻参照图5中(e)中的模式因子的取值进行加权求和计算共模电压的注入值。如可参照如下公式1来确定共模电压的注入值u
cmv
。
74.u
cmv
＝u
cmvdpwm
*r
mode
+u
cmvcpwm
*(1-r
mode
)，r
mode
∈[0,1]
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式1
[0075]
需要说明的是，cpwm可能包括多种连续脉冲调制方式，如正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation，spwm)、三次谐波注入脉冲宽度调制(third-harmonic-injected pulse width modulation，thipwm)以及空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation，svpwm)等。dpwm可能包括多种不连续脉冲调制方式，dpwmmax、dpwmmin等。本技术在此不具体限定cpwm和dpwm所包括的脉冲调制方式的类型。
[0076]
在采用公式1计算共摸电压的注入值时，先确定在转换调制方式的时间段是哪种
cpwm切换到哪种dpwm，或者是哪种dpwm切换到哪种cpwm，确定转换调制方式的时间段内cpwm对应的共模电压的注入值，以及dpwm对应的共模电压的注入值，之后按照公式1进行加权计算共模电压的注入值。以上述cpwm和dpwm包括的调制方式为例，在转换调制方式的时间段内从spwm切换到dpwmmax，则需确定spwm对应的共模电压值1，以及dpwmmax对应的共模电压值2，将共模电压值1和共模电压值2带入公式1中进行计算，共模电压的注入值＝共模电压值2*r
mode
+共模电压值1*(1-r
mode
)。
[0077]
需要说明的是，在不同的调制方式切换时，在通过图6a所述的方法来确定共模电压的注入值后，生成共模电压的注入指令。电压逆变电路接收到共模电压的注入指令后，电压逆变电路的共模电压的取值变化可如图6b中所示，电压逆变电路的共模电压的脉冲宽度逐渐变小，缓慢的切换到另一调制模式作用下的共模电压的脉冲宽度。本技术提供的方式可避免调制方式间的瞬间切换，对器件带来的损耗。
[0078]
为了在调整共模电压的脉冲宽度时，减少器件的损耗，本技术引入了模式因子。在电压逆变电路转换共模电压调制方式的时间段内，将模式因子作为权重值与共模电压的注入指令相乘计算共模电压的注入值。该方式综合考虑了转换时间段内各调制方式对电压逆变电路的共模电压的影响，可通过共模电压注入值的缓慢变化实现对电压逆变电路共模电压脉冲宽度的调整。该方式可避免调制方式间的瞬间切换，降低器件的损耗程度。在器件损耗程度降低的情况下，器件的使用周期也进一步得到延长。
[0079]
图7示出本技术实施例提供一种共模电压调整装置，需要说明的是上述图2中的控制单元即可以为共模电压调整装置，该共模电压调整装置可包括：本技术实施例提供一种共模电压调整装置，包括：控制器71和电压逆变电路72。
[0080]
控制器71可用于根据第一调制方式生成第一共模电压的注入指令；第一共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第一共模电压；以及根据第二调制方式生成第二共模电压的注入指令；第二共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第二共模电压；在转换调制方式的时间段内，控制器根据第一共模电压的注入指令与第二共模电压的注入指令，生成第三共模电压的注入指令；第三共模电压的注入指令用于控制电压逆变电路输出第三共模电压；在转换调制方式的时间段内的任一时刻，第三共模电压在第一共模电压与第二共模电压之间；第三共模电压从第一共模电压转换成第二共模电压，或第三共模电压从第二共模电压转换成第一共模电压。
[0081]
电压逆变电路72可用于接收第三共模电压注入指令，输出第三共模电压；其中，第一调制方式为连续调制；第二调制方式为非连续调制。
[0082]
本技术中，控制器根据不同的调制方式生成不同的共模电压注入指令，在转换调制方式时，控制器参考了不同的共模电压注入指令(第一共模电压注入指令和第二电压共模注入指令)的情况，得到转换调制方式时间段内的第三共模电压的注入指令，且电压逆变电路在第三共模电压注入指令的作用下输出的第三共模电压是从第一共模电压缓变至第二共模电压，或从第二共模电压缓变至第一共模电压。该方式可在调制方式转换时，减少对电压逆变电路的器件的损害，进一步地还可以延长器件的使用周期。
[0083]
在一种可能的实现方式中，控制器具体用于：获取预存的模式因子；模式因子用于指示第二共模电压的注入指令的权重值；通过对第一共模电压的注入指令、第二共模电压的注入指令以及模式因子加权计算，生成第三共模电压的注入指令。
[0084]
需要说明的是，为了在调整共模电压的脉冲宽度时，减少器件的损耗，本技术引入了模式因子。在电压逆变电路转换调制方式的时间段内，将模式因子作为权重值对注入指令进行加权计算得到第三共模电压的注入指令。该方式综合考虑了转换时间段内各调制方式对应的注入指令对共模电压的影响，可通过共模电压的注入值的缓慢变化实现对电压逆变电路共模电压的脉冲宽度的调整。该方式可避免调制方式间的瞬间切换，可减少器件的损耗程度。此外，在器件损耗程度降低的情况下，器件的使用寿命也可以进一步得到延长。
[0085]
在一种可能的实现方式中，模式因子随时间的增长指数递增，或模式因子随时间的增长指数递减，或模式因子随时间的增长阶梯递减，或模式因子随时间的增长阶梯递增。
[0086]
需要说明的是，模式因子随着时间按照上述方式变化，可以保证在转换调制方式的时间段内共模电压是缓慢变化，而非突变的，可以减少对器件的损耗程度。
[0087]
在一种可能的实现方式中，第一共模电压的注入指令的权重值与模式因子加和后为1。
[0088]
在一种可能的实现方式中，若模式因子为1，第三共模电压与第二共模电压相同；若模式因子为0，第三共模电压与第一共模电压相同。
[0089]
在一种可能的实现方式中，第一调制方式为cpwm，第二调制方式为dpwm。
[0090]
需要说明的是，采用cpwm进行调制时，流经电压逆变电路母线电容的纹波电流较小，采用dpwm进行调制时，电压逆变电路中的开关器件损耗较小。本技术在调制方式转换的时间段内，考虑了两种调制方式的共模电压注入指令，使得本技术在进行调制时，既可以保证母线电容的纹波电流较小，又可以保证不会过多损耗开关器件。
[0091]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0092]
本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0093]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0094]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0095]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的保
护范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。