專利名稱：一種特定諧波消除系統及其方法
一種特定諧波消除系統及其方法技術領域
本發明屬于電力電子領域，尤其涉及一種特定諧波消除系統及其方法。
背景技術：
隨著微電子學、計算機技術等相關學科的發展，作為現代電力電子技術中最基本 裝置之一的采用脈沖寬度調制(PWM-Pulse Width Modulation)技術的逆變器，即PWM逆變 器，是隨著電力電子器件的發展而發展起來的。PWM技術已經作為PWM逆變器的主要控制技 術，其優良的性能使得采用PWM控制技術的逆變器得到廣泛的應用。隨著PWM逆變器的廣 泛應用，使得電力電子裝置成為最大的干擾源，由于受控制技術及開關頻率的限制，其輸出 波形中諧波含量較高，主要是由各種電力電子裝置、變壓器等產生的，由此帶來的諧波污染 問題日漸加重。
特定諧波消除是一種以消除某些特定諧波為目的的優化脈寬調制方法。與其它脈 寬調制技術相比，具有消諧性好，輸出波形質量高，電力電子器件開關頻率低，開關損耗小， 電壓利用率高等特點。這種技術首先對逆變器輸出波形進行了研究，建立了數學模型。這個 模型是以開關角為變量的非線性超越方程組，在傳統方法中由于方程的初始值很難給出， 因此無法得到精確解，使得在現實工程中的應用出現了困難。發明內容
本發明實施例的目的旨在解決現有的PWM逆變器在特定諧波消除技術的數學模 型中計算速度慢，求解精度低的技術問題，提出了一種特定諧波消除系統及其方法。
本發明實施例是這樣實現的，一種特定諧波消除系統，所述系統包括PWM逆變器 及主控單元，主控單元控制PWM逆變器將直流電轉化為交流電并為交流負載進行供電；
所述主控單元包括獲取子單元、建立子單元、計算子單元和控制子單元；
獲取子單元，用于獲取PWM逆變器的電壓輸出波形；
建立子單元，用于根據獲取子單元的電壓輸出波形，建立雙極性特定消諧數學模 型；
計算子單元，用于根據建立子單元中的雙極性特定消諧數學模型，通過同倫微分 法和牛頓迭代法計算得到開關角的精確解；
控制子單元，用于根據計算子單元中開關角的精確解，控制PWM逆變器中開關管 的開、關時間。
優選地，所述主控單元為型號是TMS320F28335的DSP芯片。
本發明還提供一種上述特定諧波消除系統的特定諧波消除方法，所述方法包括以 下步驟
獲取PWM逆變器的電壓輸出波形；
根據PWM逆變器的電壓輸出波形建立雙極性特定消諧數學模型；
根據雙極性特定消諧數學模型，通過同倫微分法和牛頓迭代法計算得到開關角的精確解；
根據開關角的精確解，控制PWM逆變器中開關管的開、關時間。
優選地，所述特定諧波消除方法具體包括以下步驟
步驟S100，根據PWM逆變器的電壓輸出波形建立雙極性特定消諧數學模型
權利要求
1.一種特定諧波消除系統，其特征在于所述系統包括PWM逆變器及主控單元，主控單元控制PWM逆變器將直流電轉化為交流電并為交流負載進行供電； 所述主控單元包括獲取子單元、建立子單元、計算子單元和控制子單元； 獲取子單元，用于獲取PWM逆變器的電壓輸出波形； 建立子單元，用于根據獲取子單元的電壓輸出波形，建立雙極性特定消諧數學模型；計算子單元，用于根據建立子單元中的雙極性特定消諧數學模型，通過同倫微分法和牛頓迭代法計算得到開關角的精確解； 控制子單元，用于根據計算子單元中開關角的精確解，控制PWM逆變器中開關管的開、關時間。
2.根據權利要求1所述的特定諧波消除系統，其特征在于所述主控單元為型號是TMS320F28335 的 DSP 芯片。
3.一種特定諧波消除方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 獲取PWM逆變器的電壓輸出波形； 根據PWM逆變器的電壓輸出波形建立雙極性特定消諧數學模型； 根據雙極性特定消諧數學模型，通過同倫微分法和牛頓迭代法計算得到開關角的精確解； 根據開關角的精確解，控制PWM逆變器中開關管的開、關時間。
4.根據權利要求3所述的特定諧波消除方法，其特征在于所述特定諧波消除方法具體包括以下步驟 步驟S100，根據PWM逆變器的電壓輸出波形建立雙極性特定消諧數學模型
5.根據權利要求4所述的特定諧波消除方法，其特征在于所述步驟SlOO具體包括， 根據PWM逆變器的電壓輸出波形建立傅里葉級數
6.根據權利要求4所述的特定諧波消除方法，其特征在于所述步驟S200中，建立同倫方程的具體步驟包括， 步驟S210，根據式(9)、(10)得到式(17)為
7.根據權利要求4所述的特定諧波消除方法，其特征在于所述步驟S400中，采用二階精度的中點求積法求式(26)的近似解^"的具體步驟為， 對式(26)進行二階精度的中點求積得到
8.根據權利要求7所述的特定諧波消除方法，其特征在于所述步驟S500具體包括將所述式(28)求得近似解αΝ作為初始值代入式(29)，ak+1= Cik-F' ( a k) 4F ( a k)，k =Ν，Ν+1，Ν+2，... (29) 迭代得出方程的精確解a'
9.根據權利要求4所述的特定諧波消除方法，其特征在于在步驟S600中，根據對稱性求出正弦波一個周期內的所有開關角之后，根據開關角得到開關角對應的數值，具體為 開關角與周期2 π的比值乘以N。
10.根據權利要求8所述的特定諧波消除方法，其特征在于在步驟S500之后，還包括以下步驟 判斷精確解α *是否滿足預設的精度，若否，則返回步驟S500。
全文摘要
本發明提供了一種特定諧波消除系統，包括PWM逆變器及主控單元，主控單元控制PWM逆變器將直流電轉化為交流電并為交流負載進行供電；所述主控單元包括獲取子單元、建立子單元、計算子單元和控制子單元；獲取子單元，用于獲取PWM逆變器的電壓輸出波形；建立子單元，用于根據獲取子單元的電壓輸出波形，建立雙極性特定消諧數學模型；計算子單元，用于根據建立子單元中的雙極性特定消諧數學模型，通過同倫微分法和牛頓迭代法計算得到開關角的精確解；控制子單元，用于根據計算子單元中開關角的精確解，控制PWM逆變器中開關管的開、關時間。該系統能有效消除了諧波的影響。
文檔編號H02M1/12GK103023292SQ20121049054
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者劉曉紅, 陳恒留 申請人:深圳市晶福源電子技術有限公司