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专利号: 2017110946719
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-10-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种随机三维空间矢量脉宽调制控制系统,其特征在于,包括三相四桥臂逆变器(1)、随机数发生器(2)、时间分配模块(3)、三相正弦波发生器(4)、隔离电路(5)和3D-SVPWM波发生器(6),三相正弦波发生器(4)和3D-SVPWM波发生器(6)、隔离电路(5)、三相四桥臂逆变器(1)依次连接,随机数发生器(2)的输出端连接时间分配模块(3),时间分配模块的输出端(3)再连接3D-SVPWM波发生器(6);所述三相正弦波发生器(4)首先产生三相正弦波传输给3D-SVPWM波发生器(6),所述时间分配模块(3)根据随机数发生器(2)产生的随机数计算基本矢量在上升沿与下降沿的作用时间并传输给3D-SVPWM波发生器(6),所述隔离电路(5)用于保护三相四桥臂逆变器(1)不受损坏,所述3D-SVPWM波发生器(6)根据接收到的三相正弦波、矢量作用时间及设定的开关频率产生控制信号,产生控制信号经隔离电路(5)传输给三相四桥臂逆变器(1),控制三相四桥臂逆变器(1)上下开关管的工作状态。

2.根据权利要求1所述的随机三维空间矢量脉宽调制控制系统,其特征在于,所述随机数发生器(2)所采用的随机数生成算法为同余法、随机数列表法、二进制线性随机数生成算法或它们的改进算法。

3.根据权利要求1所述的随机三维空间矢量脉宽调制控制系统,其特征在于,所述时间分配模块(3)根据接收到的随机变量ξ计算基本矢量在上升沿的作用时间T0-1,T1-1,T2-1和T3-1,以及下降沿的作用时间T0-2,T1-2,T2-2和T3-2的具体方法为:步骤1:设合成参考电压矢量V*的基本矢量为V0,V1,V2,V3;

步骤2:根据伏秒平衡法则,以所得四个基本矢量V0,V1,V2,V3合成参考矢量,式中,T0,T,T2,T3分别为基本矢量V0,V1,V2,V3的作用时间,Ts为采样周期;

步骤3:根据接收的随机变量ξ,时间分配模块(3)计算三角载波上升沿的时间为ξTs,下降沿的时间为(1-ξ)Ts;

步骤4:根据下式计算三角载波上升沿基本电压矢量V0,V1,V2,V3的作用时间T0-1和T1-1,T2-1,T3-1;用下标“-1”表示上升沿;

其中,零矢量V0+=1111和 在上升沿的作用时间T00-1和T01-1分别为

步骤5:根据下式计算三角载波下降沿基本电压矢量V0,V1,V2,V3的作用时间T0-2和T1-2,T2-2,T3-2;用下标“-2”表示下降沿;

其中,零矢量V0+和 在下降沿的作用时间T00-2和T01-2分别为

4.根据权利要求3所述的随机三维空间矢量脉宽调制控制系统,其特征在于,所述三角载波不一定关于中心轴对称,而是根据随机变量ξ而变化。

5.根据权利要求3所述的随机三维空间矢量脉宽调制控制系统,其特征在于,该方法中所有矢量作用时间在三角载波的上升沿和下降沿随机分配。

6.一种随机三维空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,构建随机三维空间矢量控制系统,包括依次连接的三相正弦波发生器(4)、3D-SVPWM波发生器(6)、隔离电路(5)和三相四桥臂逆变器(1),随机数发生器(2)的输出端连接时间分配模块(3),时间分配模块的输出端(3)再连接所述3D-SVPWM波发生器(6);

步骤2,三相正弦波发生器(4)产生三相正弦波传输给3D-SVPWM波发生器(6);

步骤3,随机数发生器(2)根据随机数生成算法生成随机变量ξ,并传输给所述时间分配模块(3);

步骤4,时间分配模块(3)根据接收到的随机变量ξ计算基本电压矢量V0,V1,V2,V3在上升沿的作用时间T0-1,T1-1,T2-1,T3-1和下降沿的作用时间T0-2,T1-2,T2-2,T3-2,并传输给3D-SVPWM波发生器(6);其中下标“-1”表示上升沿,下标“-2”表示下降沿;

步骤5,3D-SVPWM波发生器(6)根据接收到的三相正弦波、基本矢量在上升沿的作用时间T0-1,T1-1,T2-1,T3-1和下降沿的作用时间T0-2,T1-2,T2-2,T3-2以及设定的开关频率fs,产生

3D-SVPWM波,经隔离电路(5)传输给三相四桥臂逆变器(1)。

7.根据权利要求书6所述的随机三维空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,所述随机数发生器(2)所采用的随机数生成算法为同余法、随机数列表法、二进制线性随机数生成算法或它们的改进算法。

8.根据权利要求书6所述的随机三维空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,所述步骤4中,时间分配模块(3)根据接收到的随机变量ξ计算基本矢量在上升沿的作用时间T0-1,T1-1,T2-1和T3-1,以及下降沿的作用时间T0-2,T1-2,T2-2和T3-2的具体方法为:步骤4.1:设合成参考电压矢量V*的基本矢量为V0,V1,V2,V3;

步骤4.2:根据伏秒平衡法则,以所得四个基本矢量V0,V1,V2,V3合成参考矢量,式中,T0,T,T2,T3分别为基本矢量V0,V1,V2,V3的作用时间,Ts为采样周期;

步骤4.3:根据接收的随机变量ξ,时间分配模块(3)计算三角载波上升沿的时间为ξTs,下降沿的时间为(1-ξ)Ts;

步骤4.4:根据下式计算三角载波上升沿基本电压矢量的作用时间T1-1,T2-1,T3-1和T0-1;

其中,零矢量V0+=1111和 在上升沿的作用时间T00-1和T01-1分别为

步骤4.5:根据下式计算三角载波下降沿基本电压矢量的作用时间T1-2,T2-2,T3-2和T0-2;

其中,零矢量V0+和 在下降沿的作用时间T00-2和T01-2分别为

9.根据权利要求8所述的随机三维空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,所述三角载波不一定关于中心轴对称,而是根据随机变量ξ而变化。

10.根据权利要求8所述的随机三维空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,该方法中所有矢量作用时间在三角载波的上升沿和下降沿随机分配。