本技术属于电力电子技术领域,本发明涉及一种混合器件共用桥臂三电平分裂输出逆变器调制方法及系统,方法步骤为:根据三相原始调制波生成的参考电压矢量得到映射相位角、调制度及区域号;根据调制度的大小、映射相位角、调制度、开关周期得到两种矢量作用时间;根据区域号和两种矢量作用时间生成两种调制波;根据区域号、第一调制波、正反向载波生成第一脉冲驱动信号;根据区域号、正反向载波生成最终载波,根据第二调制波、正向载波、上一周期正向载波、最终载波生成第二脉冲驱动信号;根据区域号上述两个脉冲驱动信号中选择驱动信号。本发明能够实现调制度最大化,在不同调制度范围下分别生成驱动脉冲,输出电流质量高,总谐波畸变率低。
背景技术
逆变器是新能源发电、电动汽车的关键设备,承担着将直流电转换为交流电的核心功能。高效率和高电流质量是逆变器研究长期追求的两大目标。在实现这些目标的过程中,采用新型功率开关器件以及优化拓扑结构(例如:)三电平或多电平拓扑结构成为主要技术发展方向。
目前,硅材料绝缘栅双极型晶体管(以下简称:Si IGBT)和碳化硅材料金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称:SiC MOSFET)是两种不同特性的功率开关器件,各具特性。Si IGBT凭借电导调制效应,在通态损耗方面具有显著优势。SiC MOSFET因采用新型碳化硅材料,在开关损耗方面表现优异。在混合器件共用桥臂三电平分裂输出逆变器中,采用SiIGBT作为共用桥臂,三相分裂输出桥臂采用SiC MOSFET,能够充分利用两种不同器件的性能优势,这种设计使得A、B、C三相输出共用IGBT桥臂,同时提升了效率和电流质量,但是其调制方式会更加复杂。
传统调制方法包括载波比较调制方法和空间电压矢量调制方法。载波比较调制方法实现简单,通过将调制波直接与载波比较得出驱动脉冲,但该方法的线性调制度通常无法最大化,需要在传统载波比较法基础上继续改进提升线性调制度。空间电压矢量调制方法从矢量的角度分析,通过逆变器的基本矢量分段拟合参考矢量,能够实现线性调制度最大化,但需要复杂的计算和精确的控制策略,实现复杂度和成本高,且稳定性差。上述两种传统调制方法适用于传统三电平逆变器(含有12个功率开关器件)。对于新型共用桥臂三电平分裂输出逆变器(含有10个功率开关器件),由于其含有的功率器件数量与传统三电平逆变器不同,传统载波比较调制方法和空间电压矢量调制方法均无法再适用,亟需提出新型的调制方法,实现线性调制度最大化,并输出高质量的三相电流波形。
实现思路