[发明专利]减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法和装置

说明书

本申请涉及一种减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法和装置，通过先产生伪随机序列，然后计算随机开关频率PWM的上限频率和下限频率，再通过生成载波信号、调制信号并进行随机开关频率PWM调制，本申请的随机开关频率PWM调制能有效的减小变流器开关频率处超高次谐波的幅值，将其均匀的分布在一个较宽的频率范围，从而抑制了开关电路中的传导电磁干扰，改善系统的电磁兼容性。

技术领域

本申请属于电能质量评估技术领域，尤其是涉及一种减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法和装置。

背景技术

随着电力电子功率半导体器件的不断发展，对电力电子装置的性能要求日益增加，促使出现了以脉冲宽度调制(PWM-Pulse Width Modulation)控制技术的各类变流器。PWM调制技术已经广泛地应用于逆变、整流、斩波和变频，在电力电子技术中占有十分重要的地位，为电力电子技术的迅速发展奠定了坚实的基础。目前在变流器中，大部分都是采用开关频率固定的PWM调制方式，这种固定开关频率PWM技术由于开关频率很高，对低次谐波有很好的抑制效果，但是会产生幅值较大的高次谐波。随机PWM调制技术是解决上述变流器供电引起的电机噪声和电磁干扰等问题的一种全新的方法，它可以使PWM变流器的电磁辐射和电压电流谐波分量均匀的分布在一个较宽的频率范围，从而抑制了开关电路中的传导电磁干扰，改善系统的电磁兼容性。

随机数的性能是决定随机PWM调制策略成功与失败的重要因素之一，但真随机数的产生不易实现，因此，在实际中一般采用伪随机数来代替真正的随机数。伪随机数是周期性确定信号，但其功率谱分布范围较宽，因此可以利用伪随机数来代替真正随机数。基于此目前随机开关频率PWM调制技术有两种：一种是混合随机开关频率调制技术，降低了对随机数性能的要求，但是若采样率过高，开关频率处超高次谐波的幅值减小不够明显；另一种是在随机开关频率中加入马尔科夫链的基于Markov链随机开关频率调制技术，该方法对于状态空间越大越有效，而调制过程只有两个状态，所以带来了一定的局限性。为此，本发明基于云模型与Fibonacci数列产生一组独立不重复、分布均匀、生成速度快的伪随机序列，将其应用到随机开关频率中能明显减小变流器开关频率处超高次谐波的幅值，从而改善电网的电能质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种能够减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法，包括以下步骤：

S1：产生一组分布均匀、相关性小的伪随机序列；

S2：根据期望的开关频率、随机数、开关频率变化范围计算随机开关频率PWM的上限频率和下限频率；

S3：根据步骤S1中生成的随机序列和步骤S2中计算的随机开关频率PWM的上限频率和下限频率生成载波信号；

S4：用采集到的电压电流信号经过适当的坐标变换生成调制信号；

S5：利用生成的调制信号进行随机开关频率PWM调制。

优选地，本发明的减小变流器开关频率处超高次谐波幅值的调制方法，

伪随机序列的产生方法为：

步骤S11：设定量子logistic混沌系统的初始值x₀、y₀、z₀，及系统控制参数r和β；

步骤S12：将步骤S11中的初始值x₀、y₀、z₀，及系统控制参数r和β代入量子混沌系统：

中，