本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種窄脈沖控制方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著新能源的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電得到了快速發(fā)展。通常，作為光伏發(fā)電的核心設(shè)備-逆變器也多種多樣，如，逆變器包括光伏逆變器、風(fēng)電變流器以及新能源電機(jī)控制器等。

其中，逆變器通過控制其內(nèi)部的開關(guān)管(igbt)的開啟和關(guān)斷的狀態(tài)，將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成交流電進(jìn)行輸出。然而，開關(guān)管存在最小開啟時間和最小關(guān)斷時間的限制，這就需要控制開關(guān)管的pwm輸出的脈沖寬度不能過窄，通常，將脈沖寬度小于開關(guān)管的最小開關(guān)時間的pwm脈沖稱為窄脈沖。

為了保證開關(guān)管的正常開啟和關(guān)斷，需要對窄脈沖進(jìn)行處理，如抑制窄脈沖的輸出或者對窄脈沖進(jìn)行補(bǔ)償，然而，這樣會導(dǎo)致母線電壓的利用率降低，不能充分的實現(xiàn)逆變器的峰值功率輸出能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種窄脈沖控制方法、裝置及系統(tǒng)，消除窄脈沖的同時提高了逆變器的峰值功率的輸出能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種窄脈沖控制方法，包括：

獲取逆變器根據(jù)預(yù)設(shè)算法調(diào)制后，每一相輸出的調(diào)制波比較值；

判斷所述調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否大于等于所述逆變器的pwm周期值；

如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值；

如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于零，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值以及所述殘余比較值均為所述第一預(yù)設(shè)值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否大于等于所述pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為所述pwm周期值與所述調(diào)制波比較值和所述殘余比較值的差值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于所述窄脈沖閾值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述第一預(yù)設(shè)值，并控制所述殘余比較值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和的取反值，如果否，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。

可選的，

所述預(yù)設(shè)算法包括空間矢量脈寬調(diào)制算法(svpwm調(diào)制算法)或正弦脈寬調(diào)制算法(spwm調(diào)制算法)。

可選的，

所述第一預(yù)設(shè)值為零。

可選的，還包括：

根據(jù)所述逆變器的死區(qū)值，按照預(yù)設(shè)公式計算得到所述窄脈沖閾值。

可選的，所述預(yù)設(shè)公式為：所述窄脈沖閾值等于所述死區(qū)值與目標(biāo)窄脈沖寬度之和。

一種窄脈沖控制裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取逆變器根據(jù)預(yù)設(shè)算法調(diào)制后，每一相輸出的調(diào)制波比較值；

判斷模塊，用于判斷所述調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否大于等于所述逆變器的pwm周期值；

如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值；

如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于零，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值以及所述殘余比較值均為所述第一預(yù)設(shè)值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否大于等于所述pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為所述pwm周期值與所述調(diào)制波比較值和所述殘余比較值的差值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于所述窄脈沖閾值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述第一預(yù)設(shè)值，并控制所述殘余比較值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和的取反值，如果否，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。

可選的，所述預(yù)設(shè)算法包括空間矢量脈寬調(diào)制算法或正弦脈寬調(diào)制算法，所述第一預(yù)設(shè)值為零。

可選的，還包括：

計算模塊，用于根據(jù)所述逆變器的死區(qū)值，按照預(yù)設(shè)公式計算得到所述窄脈沖閾值。

可選的，所述預(yù)設(shè)公式為：所述窄脈沖閾值等于所述死區(qū)值與目標(biāo)窄脈沖寬度之和。

一種窄脈沖控制系統(tǒng)，包括任意一項上述的窄脈沖控制裝置。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種窄脈沖控制方法，通過比較調(diào)制波比較值與殘余比較值的和與該逆變器的pwm周期值的大小，并根據(jù)比較結(jié)果，將逆變器的調(diào)制波的輸出值設(shè)定為pwm周期值，并將殘余比較值清零。且，當(dāng)調(diào)制波比較值與殘余比較值的和小于等于零時，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值以及殘余比較值均為零。除此，當(dāng)判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和大于等于pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值時，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為pwm周期值，并控制殘余比較值為pwm周期值與調(diào)制波比較值和殘余比較值的差值，否則，判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否小于等于窄脈沖閾值，如果是，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為第一預(yù)設(shè)值，并控制殘余比較值為調(diào)制波比較值與殘余比較值的和的取反值，如果否，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為調(diào)制波比較值與殘余比較值的和，并控制殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值?？梢姡痉桨富跉堄啾容^值，最終使得每個調(diào)制周期中輸出的pwm調(diào)制波的有效值不變，提高了母線電壓利用率，降低轉(zhuǎn)矩脈動。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實施例提供的一種窄脈沖控制方法的流程示意圖；

圖2為本實施例提供的又一種窄脈沖控制方法的流程示意圖；

圖3為本實施例提供的一種窄脈沖控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實施例提供的又一種窄脈沖控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中逆變器在解決窄脈沖時，母線電壓的利用率降低，不能充分的實現(xiàn)逆變器的峰值功率輸出能力的問題，本方案提供了一種窄脈沖控制方法、裝置及系統(tǒng)，通過比較調(diào)制波比較值與殘余比較值的和與預(yù)定參數(shù)的大小，并根據(jù)比較結(jié)果，將逆變器的調(diào)制波的輸出值設(shè)定為pwm周期值或零。除此，當(dāng)判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和大于等于pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值時，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為pwm周期值，并控制殘余比較值為pwm周期值與調(diào)制波比較值和殘余比較值的差值，否則，判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否小于等于窄脈沖閾值，根據(jù)殘余比較值，最終使得每個調(diào)制周期中輸出的pwm調(diào)制波的有效值不變，提高了母線電壓利用率，降低轉(zhuǎn)矩脈動。

具體的，請參閱圖1，為本實施例提供的一種窄脈沖控制方法的流程示意圖，包括步驟：

s11、獲取逆變器根據(jù)預(yù)設(shè)算法調(diào)制后，每一相輸出的調(diào)制波比較值。

其中，所述預(yù)設(shè)算法可以為空間矢量脈寬調(diào)制算法(svpwm調(diào)制算法)或正弦脈寬調(diào)制算法(spwm調(diào)制算法)，所述第一預(yù)設(shè)值可以為零。假設(shè)本實施例中逆變器為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為三相的全橋逆變器，則，本步驟是獲取三相輸出的調(diào)制波比較值t_cmpr。當(dāng)然，本實施例還可以選用其他相數(shù)的逆變器，如五相全橋逆變器等。

s12、判斷所述調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否大于等于所述逆變器的pwm周期值。

如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。

此處，將調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和與逆變器的pwm周期值t_period進(jìn)行比較，當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和大于等于逆變器的pwm周期值t_period，則控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual為逆變器的pwm周期值t_period，并把殘余比較值t_diff清零。

如果否，s13、判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于零，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值以及所述殘余比較值均為所述第一預(yù)設(shè)值。

其中，當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和小于逆變器的pwm周期值t_period，則將調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和與零進(jìn)行比較。當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和小于等于零，則控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual為零，并把殘余比較值t_diff清零。

如果否，s14、判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否大于等于所述pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為所述pwm周期值與所述調(diào)制波比較值和所述殘余比較值的差值。

其中，當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和大于零，則將調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和與逆變器的pwm周期值t_period和窄脈沖閾值t_pulse_mini的差進(jìn)行比較。當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和大于等于逆變器的pwm周期值t_period和窄脈沖閾值t_pulse_mini的差，則控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual為逆變器的pwm周期值t_period，并把逆變器的pwm周期值t_period與調(diào)制波比較值t_cmpr以及殘余比較值t_diff的差值賦給殘余比較值t_diff。

如果否，s15、判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于所述窄脈沖閾值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述第一預(yù)設(shè)值，并控制所述殘余比較值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和的取反值。

其中，當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和小于逆變器的pwm周期值t_period和窄脈沖閾值t_pulse_mini的差，則將調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和與窄脈沖閾值t_pulse_mini進(jìn)行比較。并當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和小于窄脈沖閾值t_pulse_mini時，則將所述逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual清零，并把調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和的取反值賦給殘余比較值t_diff。

s16、如果否，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。

當(dāng)調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和大于等于窄脈沖閾值t_pulse_mini時，則把調(diào)制波比較值t_cmpr與殘余比較值t_diff的和賦給逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual，并把殘余比較值t_diff清零。

s17、執(zhí)行pwm輸出算法。

在執(zhí)行完上述步驟之后，將當(dāng)前的逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual以及殘余比較值t_diff輸入預(yù)設(shè)的pwm輸出算法進(jìn)行運(yùn)算。

需要說明的是，逆變器的調(diào)制波一直在輸出，通過比較當(dāng)前的調(diào)制波比較值與上次的殘余值的和與pwm周期值t_period的大小，根據(jù)比較結(jié)果，判斷是否存有窄脈沖的出現(xiàn)，如果有，則對逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual進(jìn)行調(diào)整，選擇逆變器的調(diào)制波的輸出值t_cmpr_actual為pwm周期值t_period或0，并記錄當(dāng)前的殘余值。如果沒有窄脈沖的出現(xiàn)，則逆變器正常輸出調(diào)制波，不對調(diào)制波做任何調(diào)整。

如果當(dāng)前的調(diào)制波比較值與上次的殘余值的和沒有導(dǎo)致殘余值的發(fā)生，那么就輸出當(dāng)前調(diào)制波比較值和上次殘余值的和，并更新殘余值為0，這樣，通過上述步驟的循環(huán)，將上一拍由于殘余值導(dǎo)致的輸出誤差，輸入到下一拍進(jìn)行補(bǔ)償，因此，整個調(diào)制波周期內(nèi)輸出的有效值并沒有發(fā)生變化。

可見，本方案基于殘余比較值，最終使得每個調(diào)制周期中輸出的pwm調(diào)制波的有效值不變，有效的提高母線電壓利用率，提高電驅(qū)在弱磁區(qū)的峰值功率，降低轉(zhuǎn)矩脈動。

除此，如圖2所示，在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例提供的一種窄脈沖控制方法還包括步驟s18：根據(jù)所述逆變器的死區(qū)值，按照預(yù)設(shè)公式計算得到所述窄脈沖閾值。其中，預(yù)設(shè)公式為：窄脈沖閾值等于死區(qū)值與目標(biāo)窄脈沖寬度之和。

發(fā)明人考慮到逆變器通常都有死區(qū)的存在，如死區(qū)對應(yīng)的脈沖寬度為2us，那么本實施例在設(shè)置窄脈沖的寬度時，需要考慮到死區(qū)的影響，如，預(yù)計的窄脈沖的寬度為1us，那么在本實施例中，需要設(shè)置窄脈沖寬度為3us(2us+1us)。同理，當(dāng)逆變器的死區(qū)發(fā)生了變化，如死區(qū)的脈沖寬度變大，那么，同樣，預(yù)設(shè)的窄脈沖的寬度也應(yīng)該適應(yīng)性的變大，以使得預(yù)設(shè)窄脈沖的寬度與死區(qū)的脈沖寬度的差值為預(yù)計的窄脈沖的寬度。

除此，本實施例還提供了一種窄脈沖控制裝置，如圖3所示，包括：

獲取模塊11，用于獲取逆變器根據(jù)預(yù)設(shè)算法調(diào)制后，每一相輸出的調(diào)制波比較值；

判斷模塊12，用于判斷所述調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否大于等于所述逆變器的pwm周期值；

如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值；

如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于零，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值以及所述殘余比較值均為所述第一預(yù)設(shè)值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否大于等于所述pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述pwm周期值，并控制所述殘余比較值為所述pwm周期值與所述調(diào)制波比較值和所述殘余比較值的差值，如果否，判斷所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和是否小于等于所述窄脈沖閾值，如果是，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述第一預(yù)設(shè)值，并控制所述殘余比較值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和的取反值，如果否，控制所述逆變器的調(diào)制波的輸出值為所述調(diào)制波比較值與所述殘余比較值的和，并控制所述殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。

可選的，所述預(yù)設(shè)算法包括空間矢量脈寬調(diào)制算法或正弦脈寬調(diào)制算法，所述第一預(yù)設(shè)值為零。

可選的，如圖4所示，還包括：

計算模塊13，用于根據(jù)所述逆變器的死區(qū)值，按照預(yù)設(shè)公式計算得到所述窄脈沖閾值。

可選的，所述預(yù)設(shè)公式為：所述窄脈沖閾值等于所述死區(qū)值與目標(biāo)窄脈沖寬度之和。

其工作原理請參見上述方法實施例，除此，本實施例還提供了一種窄脈沖控制系統(tǒng)，包括任意一項上述的窄脈沖控制裝置。

綜上，本發(fā)明提供了一種窄脈沖控制方法、裝置及系統(tǒng)，通過比較調(diào)制波比較值與殘余比較值的和與該逆變器的pwm周期值的大小，并根據(jù)比較結(jié)果，將逆變器的調(diào)制波的輸出值設(shè)定為pwm周期值，并將殘余比較值清零。且，當(dāng)調(diào)制波比較值與殘余比較值的和小于等于零時，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值以及殘余比較值均為零。除此，當(dāng)判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和大于等于pwm周期值與預(yù)設(shè)窄脈沖閾值的差值時，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為pwm周期值，并控制殘余比較值為pwm周期值與調(diào)制波比較值和殘余比較值的差值，否則，判斷調(diào)制波比較值與殘余比較值的和是否小于等于窄脈沖閾值，如果是，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為第一預(yù)設(shè)值，并控制殘余比較值為調(diào)制波比較值與殘余比較值的和的取反值，如果否，控制逆變器的調(diào)制波的輸出值為調(diào)制波比較值與殘余比較值的和，并控制殘余比較值為第一預(yù)設(shè)值。可見，本方案基于殘余比較值，最終使得每個調(diào)制周期中輸出的pwm調(diào)制波的有效值不變，有效的提高母線電壓利用率，提高電驅(qū)在弱磁區(qū)的峰值功率，降低轉(zhuǎn)矩脈動。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。