[发明专利]针对Z源三电平逆变器的改进型载波同相层叠调制方法

摘要

一种针对Z源三电平逆变器的改进型载波同相层叠调制方法，经过设置Z源三电平逆变器,该Z源三电平逆变器包括直流电源，直流电源的正极同第一二极管的正极和第一电容的一极相电连接，直流电源的负极同第二二极管的负极和第二电容的一极相电连接，第一电容的另一极和第二电容的另一极相电连接，所述的第一二极管的负极和第二二极管的正极均同Z源网络相电连接，Z源网络同三相逆变桥相电连接，所述的三相逆变桥同三相对称负载相电连接，并通过进入上直通状态和下直通状态的方法避免了现有技术中所控制的直通占空比效果很差的缺陷。

主权项

一种针对Z源三电平逆变器的改进型载波同相层叠调制方法，其特征在于，具体如下:首先设置Z源三电平逆变器,该Z源三电平逆变器包括直流电源，直流电源的正极同第一二极管的正极和第一电容的一极相电连接，直流电源的负极同第二二极管的负极和第二电容的一极相电连接，第一电容的另一极和第二电容的另一极相电连接，所述的第一二极管的负极和第二二极管的正极均同Z源网络相电连接，Z源网络同三相逆变桥相电连接，所述的三相逆变桥同三相对称负载相电连接，所述的Z源网络包括第一电感、第二电感、第三电容以及第四电容，所述的第一二极管的负极同第一电感的一极和第三电容的一极相电连接，第一电感的另一极同第四电容的一极相电连接，第四电容的另一极同第二二极管的正极和第二电感的一极相电连接，第三电容的另一极同第二电感的另一极相电连接，所述的三相逆变桥包括相互并联的第一三电平逆变分电路、第二三电平逆变分电路以及第三三电平逆变分电路，其中第一三电平逆变分电路包括第一开关管，第一开关管的集电极同第五二极管的负极相电连接，第一开关管的发射极同第三二极管的负极、第六二极管的负极、第二开关管的集电极以及第五二极管的正极相电连接，第二开关管的发射极同第六二极管的正极、第三开关管的集电极、第七二极管的负极以及三相对称负载的A相负载相电连接，第三开关管的发射极同第七二极管的正极、第四开关管的集电极、第八二极管的负极以及第四二极管的正极相电连接，第四开关管的发射极同第八二极管的正极相电连接；第二三电平逆变分电路包括第五开关管，第五开关管的集电极同第十一二极管的负极相电连接，第五开关管的发射极同第九二极管的负极、第十二二极管的负极、第六开关管的集电极以及第十一二极管的正极相电连接，第六开关管的发射极同第十二二极管的正极、第七开关管的集电极、第十三二极管的负极以及三相对称负载的B相负载相电连接，第七开关管的发射极同第十三二极管的正极、第八开关管的集电极、第十四二极管的负极以及第十二极管的正极相电连接，第八开关管的发射极同第十四二极管的正极相电连接；第三三电平逆变分电路包括第九开关管，第九开关管的集电极同第十七二极管的负极相电连接，第九开关管的发射极同第十七二极管的负极、第十八二极管的负极、第十开关管的集电极以及第十七二极管的正极相电连接，第十开关管的发射极同第十八二极管的正极、第十一开关管的集电极、第十九二极管的负极以及三相对称负载的C相负载相电连接，第十一开关管的发射极同第十九二极管的正极、第十二开关管的集电极、第二十二极管的负极以及第十六二极管的正极相电连接，第十二开关管的发射极同第二十二极管的正极相电连接；所述的第一开关管的集电极、第五开关管的集电极以及第九开关管的集电极同所述的第一电感L1的另一极相电连接；所述的第四开关管T_A4的发射极、第八开关管的发射极以及第十二开关管的发射极同所述的第二电感的另一极相电连接；所述的第十一二极管的负极和第六二极管的正极同所述的第二电感的另一极、第三二极管的正极、第四二极管的负极、第九二极管的正极、第十二极管的负极、第十七二极管的正极以及第十六二极管的负极相电连接，并且第一电感和第二电感的电感值相等，第三电容和第四电容的电容值相等，这样就满足了所述的Z源三电平逆变器中的第一电感的电感电压和第二电感的电感电压相等的条件，也满足了第三电容的电容电压和第四电容的电容电压相等的条件，根据这样的条件就用V_L来表示第一电感的电感电压和第二电感的电感电压的电压值，而用V_C来表示第三电容的电容电压和第四电容的电容电压的电压值；Z源三电平逆变器进行载波同相层叠调制与传统双列载波同相调制相比，引入了按正弦规律变化的直流信号，以实现Z源三电平逆变器的直通控制，具体如下：在A相正弦调制波正半波阶段，针对第一三电平逆变电路，当A相正弦调制波大于第一载波α时控制第一开关管导通，第三开关管挂断；当A相正弦调制波大于第二载波β时控制第二开关管导通，第四开关管关断，显然A相正半波时第二开关管保持导通、第四开关管保持关断；直流脉动信号与第一载波α比较，当载波大于直流信号时控制第一开关管导通，由于直流信号幅值不小于调制波幅值，因此直流信号的引入不会影响正常的正弦调制过程，此时第一开关管、第二开关管、第三开关管同时导通，逆变器处于上直通状态；在A相正弦调制波负半波阶段，针对第一三电平电路，A相正弦调制波与第一载波α比较，当调制波小于载波时控制开关管第一开关管关断、第三开关管导通，显然在A相调制波负半波内第一开关管始终关断、第三开关管始终导通；A相调制波与第二载波β比较，调制波小于载波时控制第二开关管关断、第四开关管导通；直流脉动信号与第二载波β比较，当载波小于直流信号时控制第四开关管导通，此时第二开关管、第三开关管、第四开关管同时导通，逆变器处于下直通状态；在B相正弦调制波正半波阶段，针对第二三电平逆变电路，当B相正弦调制波大于第一载波α时控制第五开关管导通，第七开关管挂断；当B相正弦调制波大于第二载波β时控制第六开关管导通，第八开关管关断，显然B相正半波时第六开关管保持导通、第八开关管保持关断；直流脉动信号与第一载波α比较，当载波大于直流信号时控制第五开关管导通，由于直流信号幅值不小于调制波幅值，因此直流信号的引入不会影响正常的正弦调制过程，此时第五开关管、第六开关管、第七开关管同时导通，逆变器处于上直通状态；在B相正弦调制波负半波阶段，针对第二三电平电路，B相正弦调制波与第一载波α比较，当调制波小于载波时控制开关管第五开关管关断、第七开关管导通，显然在B相调制波负半波内第五开关管始终关断、第七开关管始终导通；B相调制波与第二载波β比较，调制波小于载波时控制第六开关管关断、第八开关管导通；直流脉动信号与第二载波β比较，当载波小于直流信号时控制第八开关管导通，此时第六开关管、第七开关管、第八开关管同时导通，逆变器处于下直通状态；在C相正弦调制波正半波阶段，针对第三三电平逆变电路，当C相正弦调制波大于第一载波α时控制第九开关管导通，第十一开关管挂断；当C相正弦调制波大于第二载波β时控制第十开关管导通，第十二开关管关断，显然C相正半波时第十开关管保持导通、第十二开关管保持关断；直流脉动信号与第一载波α比较，当载波大于直流信号时控制第九开关管导通，由于直流信号幅值不小于调制波幅值，因此直流信号的引入不会影响正常的正弦调制过程，此时第九开关管、第十开关管、第十一开关管同时导通，逆变器处于上直通状态；在C相正弦调制波负半波阶段，针对第三三电平电路，C相正弦调制波与第一载波α比较，当调制波小于载波时控制开关管第九开关管关断、第十一开关管导通，显然在C相调制波负半波内第九开关管始终关断、第十一开关管始终导通；C相调制波与第二载波β比较，调制波小于载波时控制第十开关管关断、第十二开关管导通；直流脉动信号与第二载波β比较，当载波小于直流信号时控制第十二开关管导通，此时第十开关管、第十一开关管、第十二开关管同时导通，逆变器处于下直通状态。