本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法。它包括如下步驟：第一步，確定混合調(diào)制策略；第二步，進(jìn)行開關(guān)角推導(dǎo)；第三步，扇區(qū)的重新劃分；第四步，推導(dǎo)出基于開關(guān)角的過調(diào)制策略；第五步，制定不同分頻數(shù)的SVPWM調(diào)制策略之間進(jìn)行切換的策略。本發(fā)明專利技術(shù)具有如下有益效果：基于定子磁鏈連續(xù)給出了基于開關(guān)角的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制策略在不同分頻數(shù)之間切換時的切換原則。不管是從高脈沖數(shù)切換至低脈沖數(shù)還是低脈沖數(shù)切換至高脈沖數(shù)，都實現(xiàn)了不同分頻數(shù)之間切換時線電壓相位連續(xù)和相電流無沖擊。之間切換時線電壓相位連續(xù)和相電流無沖擊。之間切換時線電壓相位連續(xù)和相電流無沖擊。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
11，13進(jìn)行對比，根據(jù)THD5，7，11，13諧波被抑制通過SVPWM方案在9和11倍頻率調(diào)制比獲得幅值調(diào)制比區(qū)域，9倍頻的調(diào)制比用在低幅值調(diào)制比區(qū)域，11倍頻調(diào)制比用在高的幅值調(diào)制比區(qū)域；結(jié)合SPWM與SVPWM兩種方法應(yīng)用9倍與11倍較低載波比的混合方法，在理論設(shè)計中尋找到SPWM低諧波段與SVPWM的低諧波段，進(jìn)行切換控制，應(yīng)用低載波比 PWM方案，提高逆變轉(zhuǎn)換器壽命，降低功耗，實現(xiàn)電力逆變設(shè)備綠色化。
[0005]但是在針對不同分頻數(shù)同步SVPWM調(diào)制策略的載波比的靈活性上還是有欠缺，無法保證在不同分頻數(shù)之間進(jìn)行切換時電壓相位連續(xù)、調(diào)制延時不突變，確保PMSG的控制效果不會因為調(diào)制策略的切換而下降。
[0006]針對上述問題，目前，已有一些研究學(xué)者通過對基于母線鉗位的同步SVPWM調(diào)制策略的脈沖分布規(guī)律進(jìn)行分析，提出了一種基于計算開關(guān)角的調(diào)制策略，無需進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算量更小。并針對不同調(diào)制策略之間載波比頻繁突變的問題，通過重新劃分扇區(qū)確保了不同分頻的同步SVPWM調(diào)制策略切換時相位連續(xù)、調(diào)制延時不突變，使得電機(jī)的電流控制效果不會因為調(diào)制策略的切換而下降。雖然有人提出了指導(dǎo)性的策略，但是在具體的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)
的實際使用方面，目前仍然缺少一種能保證在不同分頻數(shù)之間進(jìn)行切換時電壓相位連續(xù)、調(diào)制延時不突變，確保PMSG的控制效果不會因為調(diào)制策略的切換而下降的調(diào)制方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0007]本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，根據(jù)同步SVPWM調(diào)制策略脈沖寬度調(diào)制(pulse widthmodulation,PWM)脈沖的對稱性，提供一種能保證在不同分頻數(shù)之間進(jìn)行切換時電壓相位連續(xù)、調(diào)制延時不突變，確保PMSG的控制效果不會因為調(diào)制策略的切換而下降的基于開關(guān)角計算的直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：一種直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法，它包括如下步驟：
[0009]第一步，確定混合調(diào)制策略；
[0010]第二步，進(jìn)行開關(guān)角推導(dǎo)；
[0011]第三步，扇區(qū)的重新劃分；
[0012]第四步，推導(dǎo)出基于開關(guān)角的過調(diào)制策略；
[0013]第五步，制定不同分頻數(shù)的SVPWM調(diào)制策略之間進(jìn)行切換的策略。
[0014]作為優(yōu)選，第一步中的確定混合調(diào)制策略具體操作為：將整流器的最高開關(guān)頻率設(shè)為 450Hz，選擇采用脈沖數(shù)為15的同步調(diào)制策略；在允許的最高開關(guān)頻率下采用脈沖數(shù)較大的調(diào)制模式，以減少諧波畸變，按照此設(shè)計原則，設(shè)定直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制策略的組合方式如下：異步調(diào)制、CSVS
?
15、BBCS
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11_30
°
、CSVS
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9、BBCS
?
7_60
°
、BBCSII
?
5_30
°
、CSVS
?
3，各調(diào)制模式對應(yīng)的工作區(qū)間按轉(zhuǎn)速分段，依次對應(yīng)為0
?
300r/min、 300
?
450r/min、450
?
600r/min、600
?
750r/min、750
?
900r/min、900
?
1350r/min、1350
?
1500r/min。
[0015]作為優(yōu)選，第二步中的進(jìn)行開關(guān)角推導(dǎo)的具體操作如下：
[0016]1)定義前1/4周期設(shè)置開關(guān)動作的時刻對應(yīng)的n個開關(guān)角分別為α1、α2、
……
αn，其中前1/4周期內(nèi)開關(guān)角的個數(shù)n與脈沖數(shù)P的關(guān)系為：P＝2n+1；
[0017]2)然后求出前1/4周期內(nèi)的開關(guān)角便能得到整個基波周期內(nèi)的三相PWM脈沖；
[0018]3)基于空間矢量合成的同步SVPWM調(diào)制策略中，當(dāng)?shù)贗扇區(qū)內(nèi)的采樣點數(shù)為N時，將整個基波周期平均劃分為6N個小扇區(qū)，其中每個小扇區(qū)的角度為π/(3N)；由于同步SVPWM 調(diào)制策略的采樣點及其電壓切換序列都是固定的，在每個基波周期內(nèi)開關(guān)動作的時刻僅與調(diào)制比m有關(guān)；以CSVS
?
15為推導(dǎo)示例，在第I扇區(qū)內(nèi)6
°
采樣點的電壓切換序列為0127，為一個上升沿，則開關(guān)管關(guān)斷的持續(xù)時間為0.5T0，也就是開關(guān)動作時間，表示成角度的形式為：
[0019][0020]4)得出基于空間矢量合成的同步SVPWM調(diào)制策略可以根據(jù)其采樣點所在的位置及其電壓切換序列推導(dǎo)出對應(yīng)的開關(guān)角的推導(dǎo)原理；
[0021]5)依據(jù)步驟4)得出的開關(guān)角的推導(dǎo)原理，分別推導(dǎo)出CSVS
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15、BBCS
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11_30
°
、CSVS
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9、 BBCS
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7_60
°
、BBCS
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II
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5_30
°
、CSVS
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3調(diào)制算法在前1/4周期內(nèi)的開關(guān)角。
[0022]作為優(yōu)選，第三步中的扇區(qū)的重新劃分的具體操作方式如下：將CSVS
?
15、BBCS
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11_30
°
、CSVS
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9、BBCS
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7_60
°
、BBCS
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II
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5_30
°
、CSVS
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3調(diào)制算法對應(yīng)的六個大扇區(qū)按照需求重新劃分成3k個小扇區(qū)(k為整數(shù))，在重新劃分小扇區(qū)時需保證在每個小扇區(qū)內(nèi)最多有兩個開關(guān)角。
[0023]作為優(yōu)選，第四步中推導(dǎo)出基于開關(guān)角的過調(diào)制策略的調(diào)制原則為：隨著調(diào)制比的增大，相鄰兩個開關(guān)角不斷接近直至重合，在這個過程中兩個開關(guān)角之間的窄脈沖會消失，而當(dāng)所有相鄰開關(guān)角都重合的時候，則所有的窄脈沖都會消失，此時為方波調(diào)制；依據(jù)此原則推導(dǎo)出各種同步SVPWM調(diào)制的過調(diào)制策略。
[0024]作為優(yōu)選，第五步中的切換依據(jù)為：異步調(diào)制與15脈沖CSVS
?
15在電壓相位為26π/15 時進(jìn)行切換，15脈沖CSVS
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15切換至11脈沖BBCS
?
11
?
30
°
選擇編號為13的小扇區(qū)，其他不同脈沖數(shù)同步SVPWM調(diào)制策略之間的切換均選擇在編號為11的小扇區(qū)。。
[0025]采用上述結(jié)構(gòu)后，本專利技術(shù)具有如下有益效果：本專利技術(shù)通過分析開關(guān)角的變化范圍和分布規(guī)律，以一個扇區(qū)內(nèi)不超過2個開關(guān)角的原則對基于開關(guān)角的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制策略重新劃分了扇區(qū)。通過重新劃分扇區(qū)能夠?qū)Σ煌诸l數(shù)同步SVPWM調(diào)制策略的載波比進(jìn)行靈活設(shè)置，從而保證在不同分頻數(shù)之間進(jìn)行切換時電壓相位連續(xù)、調(diào)制延時不突變，確保PMSG的控制效果不會因為調(diào)制策略的切換而下降。
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【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法，其特征在于：它包括如下步驟：第一步，確定混合調(diào)制策略；第二步，進(jìn)行開關(guān)角推導(dǎo)；第三步，扇區(qū)的重新劃分；第四步，推導(dǎo)出基于開關(guān)角的過調(diào)制策略；第五步，制定不同分頻數(shù)的SVPWM調(diào)制策略之間進(jìn)行切換的策略。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法，其特征在于：第一步中的確定混合調(diào)制策略具體操作為：將整流器的最高開關(guān)頻率設(shè)為450Hz，選擇采用脈沖數(shù)為15的同步調(diào)制策略；在允許的最高開關(guān)頻率下采用脈沖數(shù)較大的調(diào)制模式，以減少諧波畸變，按照此設(shè)計原則，設(shè)定直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制策略的組合方式如下：異步調(diào)制、CSVS
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15、BBCS
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11_30
°
、CSVS
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9、BBCS
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7_60
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、BBCSII
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5_30
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、CSVS
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3，各調(diào)制模式對應(yīng)的工作區(qū)間按轉(zhuǎn)速分段，依次對應(yīng)為0
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750r/min、750
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1500r/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)全風(fēng)速低載波比混合調(diào)制方法，其特征在于：第二步中的進(jìn)行開關(guān)角推導(dǎo)的具體操作如下：1)定義前1/4周期設(shè)置開關(guān)動作的時刻對應(yīng)的n個開關(guān)角分別為α1、α2、
……
αn，其中前1/4周期內(nèi)開關(guān)角的個數(shù)n與脈沖數(shù)P的關(guān)系為：P＝2n+1；2)然后求出前1/4周期內(nèi)的開關(guān)角便能得到整個基波周期內(nèi)的三相PWM脈沖；3)基于空間矢量合成的同步SVPWM調(diào)制策略中，當(dāng)?shù)贗扇區(qū)內(nèi)的采樣點數(shù)為N時，將整個基波周期平均劃分為6N個小扇區(qū)，其中每個小扇區(qū)的角度為π/(3N)；由于同步SVPWM調(diào)制策略的采樣點及其電壓切換序列都是固定的，在每個基波周期內(nèi)開關(guān)動作的時刻僅與調(diào)制比m有關(guān)；以CSVS
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15為推導(dǎo)示例，在第I扇區(qū)內(nèi)6
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采樣點的電壓切換序列為0127，為一個上升...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程諄，徐邁，張陽，
申請(專利權(quán))人：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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