第３５卷第５期 ２０１１年ｌ０月 北京交通大学学报 Ｖ０１．３５ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１１ ０ＵＲＮＡＬ（）Ｆ ＢＥＵＩＮＧ『ＩＡ０Ｔ０ＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 文章编号：１６７３—０２９１（２０１１）０５—００８９—０５ 基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５的ＳＨＥＰＷＭ数字实现 王琛琛，李瑞夫，周明磊 （北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４） 摘要：大功率交流传动机车牵引传动系统受器件开关频率的，在高速运行区需要采用同步调 制的方法．本文对实际应用中最常用的特定消谐ＰＷＭ（ＳＨＥＰＷＭ）技术的基本问题进行了深入分 析与研究，针对双极性电压型逆变器建立了ＳＨＥＰＷＭ的数学模型，并在此基础上研究了特定消谐 非线性方程组的计算方法及曲线拟舍优化方法，以及基于载波方式的数字实现方法，从而简化了 ＳＨＥＰｗＭ的角度计算和数字实现．研究了基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５的特定次谐波消除脉冲生成方法 及不同载波比之间的切换条件，最后通过仿真和实验分析、验证了其正确性． 关键词：特定消谐ＰＷＭ；机车牵引；曲线拟合；谐波分析；ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ 中图分类号：Ｕ２６４，２２；ＴＭ９２１．２ 文献标志码：Ａ Ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＨＥＰＷＭ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｃｈｅｎ，Ｌ Ｒｕｉｆ￣，ＺＨＯＵ Ｍｉｎｇｌｅｉ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ＡＣ Ｉｃｏ—ｏ ｍｏｔｉｖｅ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｐ Ｍ ｉｎ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ａｒｅａ．Ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ Ｓｌ｝Ⅱ ＰＷＭ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｅａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＳⅧＰＷＭ ａｉｍｅｄ ａｔ ｂｉｏｌｐａｒ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉＳ ｂｕｉｌｔ．Ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅ１．ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｌ｝噩 ＰＷＭ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉ— ｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｕｓｉｎｇ ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉＳ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ＰＷＭ；ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ；ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ；ｈａｒｍｏｎｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ； ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５ 在大功率交流电力机车牵引传动控制中，普遍 采用大功率半导体器件 １ ３Ｊ，受到散热等条件的限 制，其最大开关频率常常只有５００ Ｈｚ，但是输出调 ＷＭ）．与其他ＰＷＭ技术相比，ＳＨＥＰＷＭ技术其输 出波形质量好、可以在不提高功率开关管的开关频 率的情况下消除某些低次谐波，从而降低开关损耗 并减小低次转矩脉动．由于在Ｓ｝ ＰｗＭ的数字实现 方法中，开关角的计算需要求解超越方程组，无法实 时计算，普遍方法是将离线计算所得的开关角存储在 表格中ｌ＿２ Ｊ，然后采用查表的方法得到开关角度，该方 法占用了较大的存储空间，且不能根据被控对象的变 制波频率最高可达到１００～２００ Ｈｚ，因此载波比会 在很大的范围内变化．当载波比很低时，如果采用同 步ＳＰＷＭ调制方法，将会产生较大的低次谐波和电 压误差，并且很难过渡到方波工况，此时一般需要转 人优化ＰＷＭ调制，对输出电压波形进行一定的优 化，其中最常用的是特定次谐波消除ＰｗＭ（ｓ娅Ｐ— 收稿日期：２０１１，０４．２６ 化作实时的相应调整，因此灵活性较差． 基金项目：高校基本科研业务费专项资金资助（Ｅ１１ＪＢ００２２０） 作者简介：王琛琛（１９８１一），男，安徽黄山人，博士，讲师．研究方向为电力电子与电力传动．ｅｍａｉｌ：ｃｈｃｈｗａｎｇ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ９０ 北京交通大学学报 第３５卷 基于上述原因，本文作者论述了一种基于数字信 号处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５的ＳＨＥＰＷＭ实现方法， 并对其原理、实现方法和优缺点等做了分析；此外还 对不同调制模式之间的切换原则及方法做了详细的 分析；最后通过实验对不同载波比之问切换的实现 及特定次谐波消除的性能进行了分析和验证． １ ＳＨＥＰＷＭ的基本原理 以双极性三相电压型逆变器为例【４ Ｊ，ＳＨＥＰ— ＷＭ的输出电压波形如图１所示． ２ Ｕ Ｕｄ ２ Ｃ Ｃ●ｉ Ｃ ，—— ｔ２ — Ｃ 、＿ 一 图１ ＳＨＥＰＷＭ的输出电压波形 Ｆｉｇ．１ Ｖｏｌｔａｇｅ ｗａｖｅｆｏｒｍｏｆ ＳＨＥＰＷＭ 图１输出电压波形的傅里叶级数可表示为 －厂（叫 ）＝∑ ｓｉｎ（ｎｗｔ）＋ｂｎｃｏｓ（ ）］（１） 口 ＝ 』ｉ ｆ（ｗｔ）ｓｉｎ（ ｗｔ）ｄ（ｃｏｔ） （２） ６ Ｊ＝ｆ（ｃｏｔ）ｃｏｓ（ｍｏｔ）ｄ（ｃｏｔ） （３ 从图１中可以看到，ＳＨＥＰＷＭ的输出波形具有１／４ 周期对称，半波对称和奇对称的特点，因此其谐波成 分中不含余弦分量、直流分量和偶次正弦分量，即 ｂ ＝０，（ ＝１，２，３，…） （４） ａ ：０，（ ＝２，４，６，…） （５） 奇次正弦分量幅值为 ［１＋２霎（一１）ｉｃｏｓ（ｔ／ａｉ）］ （”＝１，３，５，７，…） （６） 式中：Ｎ为ｌ ０，号ｌ区间内开关角的数量；ａ 为 ｌ ０，詈ｌ区间内的第ｉ个开关角； 为谐波的次数； Ｕｄ 为直流母线电压． 特定次谐波消除就是通过采用适当的开关角使 某一次或某几次谐波ａ 恒等于０，考虑到三相的对 称性，３的倍数次谐波在线电压中自动消除，因此只 消除非３的倍数的奇次谐波．式（６）化简为 Ｉ １＋２∑（一１） ｃｏｓ（ａ ）ｉ： （７） １＋２∑（一１） ｃｏｓ（ 口 ）＝０ （８） 式中：ｍ为调制度，ｍ＝Ｕ１／（２Ｕｄ ）； ＝６ｋ±ｌ， 忌：１，２，３…． 方程（７、８）中，Ｎ个开关角度构成Ｎ个的 方程，可以消除Ｎ一１个谐波分量．为保证解的非奇 异性，开关角必须满足：０＜ａ１＜ａ２＜ａ３＜…＜等．上 面的方程组构成了在１／４周期内用Ｎ个开关角来 消除Ｎ～１个特定谐波的ＳＨＥＰＷＭ的数学模型． ２ ＳＨＥＰＷＭ的ＤＳＰ实现 ２．１开关角计算 式（７）和式（８）构成的是一个超越方程组，因此 不能用一般的方法求解，通常采用数值算法通过迭 代进行求解，常见的有牛顿迭代法、同伦迭代法【６Ｊ 等．很多数学工具都可以对该超越方程组进行求解． 以Ｎ＝３和Ｎ：５为例，开关角随调制度的变化曲 线如图２所示． 、～ ＼ｈ ＼ ——÷—一 、～ 、 ～ 、～ 、～ —＼ 调制度 （ａ）Ｎ＝３ ： —— —～ ： 嘶 、 ——一— ｔ一—ｒ 《： ， ＼ ～ ９ 调制度 （ｂ）Ｎ＝５ 图２不同载波比下开关角随调制度的变化曲线 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ 从图２可见，Ｎ：５的ＳＨＥＰＷＭ在１／４周期有 ５个开关角，开关角与调制度按规律分布．任何时 刻，已知调制度的值即可获得与该时刻相对应的５ 个开关角的值．但超越方程组是无法实时求解的． 在工程实践中，往往是先离线求解出Ｓ Ｐ— ＷＭ方程的数值解，将其存储在ＥＰＲＯＭ中，然后 采用查表的方法寻找合适的数值解ｌ＿４ Ｊ．但这种离线 的计算方法不能根据被控对象的变化作实时的相应 调整，而且需要占用庞大的存储空间．有学者也尝试 ９２ 北京交通大学学报 第３５卷 角的分布每１０。一个分区，以保证每个分区内至多只 有一个开关角．而当调制比增大时，开关角的分布区 间出现变化，这样在发脉冲时需要同步做出相应的变 化．类似的，载波比为７，５，３时也会有相同的处理．不 同的载波比下，每个调制波周期划分的区段数可以不 同，但是划分的区段越少，则角度的更新会越慢． 综上可见，通过曲线拟合计算角度值的方法，可 以在不增加太多计算时间的前提下，对开关角度进 行实时计算，节省大量的存储空间． １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ｌ１ ｌ２ １３ １４ｌ ５ ｌ６１７ ｌ８ ｌ９ ２Ｏ２１ ２２ ２３ ２４２５ ２６ ２７ ２８２９ ３０３１ ３２ ３３ ３４ ３５ ３６ ｌ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ ｌ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ Ｉ ｌ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ ｌ ｌ Ａ相 Ｂ相 Ｉ Ｉ Ｊ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｊ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ Ｉ ｌ Ｉ ● ● Ｉ ｌ Ｉ ｌ Ｊ Ｊ Ｉ ｌ ０ ｈｉ２ Ⅱ ３／Ｉ＂／２ ２ｎ 图４ Ｎ：５时ＳＨＥＰＷＭ的角度分区示意图 Ｆｉｇ．４ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＳＨＥＰＷＭ ａｎｇｌｅ ｚｏｎｅ ｗｈｅｎＮ＝５ ３不同载波比之间的平滑过渡 在Ｓ ＰＷＭ调制模式中，必然要涉及不同调 大可以有谐波电流峰峰值大小的电流冲击 Ｊ。 当载波比为１１、７、５、３时，由于ＰＷＭ波形在中 间６０。（即６０。～１２０。和２４０。～２６０。之间）无开关角， 制模式之间的切换．不同载波比进行切换时，最重要 的原则是保持切换过程相位连续，尽量减小电流冲 击．另外，还要考虑电压中低次谐波成分对切换造成 的影响，如果在切换前后的谐波电流相位不连续，最 在中间６０。过渡与在９０。、２７０。过渡是等效的，因此可 以选择在这些区间时刻进行切换．以载波比为７到 载波比为５的切换为例，即从Ｎ＝３切换到Ｎ＝２， 过渡时的ＰＷＭ波形如图５所示． １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ｌ１】２１３１４１５１６ｌ７ｌ８１９２Ｏ２ｌ２２２３２４２５２６２７２８２９３０３ｌ３２３３３４３５３６ ＡＳＨ Ｂ相 Ｃ相 Ⅳ：３脉冲渡形 ⅣＩ＿２脉冲波形 图５ Ｎ＝３向Ｎ＝２切换时的ＳｌｔＥＰＷＭ波形 Ｆｉｇ．５ Ｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍＮ：３ｔｏＮ＝２ 通过此种方法，在三相系统中，可以实现Ａ、Ｂ、 Ｃ三相的同时切换，从而避免了三相切换带来 采用的电机为７．５ ｋＷ，３８０ Ｖ，额定频率５０ Ｈｚ的三 相异步电机，采用Ⅵ几下控制方式．直流电压为４８８ 的切换时间长及容易发生脉冲混乱的缺点，极大的 简化了程序结构． Ｖ，电机带载２５ Ｎｍ．载波比为１５，ｌ１，７，５，３时都采 用ＳＨＥＰＷＭ． ４实验结果 基于上述的理论分析，通过实验对不同载波比 实验时控制器采用ＴＩ公司最新的浮点型控制 器ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５．实验波形如图６所示，每幅图中 从上至下分别为：电机电流波形和线电压波形． 从图６可见，不同载波比之间的切换脉冲连续， 时ＳＨＥＰＷＭ的实现及切换情况进行了验证．实验 第５期 王琛琛等：基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５的ＳＨＥＰＷＭ数字实现 ９３ ４０．０Ａ ＾， ＾． 、 『 ＾ Ｉ ｚｏｏｍ ｌ：ｌ２．５ｋ １ ＩＩｌｌｓ／ｄｉｖ Ⅳ ＾， ． Ａ＾ ＾ —ＡＡ ＾， ｆ ． Ａ／ ’ ． ／ ， ｆ Ｖ、 ＾ ▲厂、 Ｙ、＾ ／、， Ｗ ’ Ｖ Ｖ ，１ｕ Ｖ ．４Ｏ．０Ａ ８００Ｖ ｆ ＩＩ¨Ｉ …Ⅱ０ ｌｌ”ｊ— ８００Ｖ ２ｌ４．０ｍ 川Ｉ ｌｈｈ一一＾ｌＩ＂＂『１ ＾●Ｉ Ｉ１ ｌ１ＩＩ Ｉ Ｕ＂ⅡＵＩ １． ＩＩ ｌ １一 ｌ Ｉ Ｉ＾＾＂¨Ｉ Ｉ１¨Ｉ １ 一 ＩＩｌ】ｌＩ Ｉ１¨Ｉ １ 一¨ ¨ ３ｌ４．０枷 Ｉ１Ｉｆ１ｌｌ】 ⅡｌＩ１ｆｌｌＩＩ ｌ”…㈣ ＊ｌＩｌ㈣Ｉ １ ４Ｉ ＩＩ Ｉ１１Ｉ ＩＩｌ１Ｉ ５ｌ ｌｌｌｌ ｌ Ｉ１１ …Ｉ１ ＩＩ ｌ１｝Ｈ ｌ１ ｌ¨Ｉ１｝５ ｌ｛｝＊ Ｊ Ｕ （ａ）１５分频切换至１ １分频 ４０．０Ａ ｊ Ｚ０ｏＥ １ｌ：ｌ２．５ｌ １Ｏｒｅｓ／ｄｉｖ ４０．０Ａ （ｂ）１１分频切换至７分频 Ｚｏｏｒ” ｝ｌ：ｌ２．５ｋ １ ０ｍｓ／ｄｉｖ 厂叮＾一 ＾ Ｌ 、 ＾厂’｝ 、 ｌ 、 ＾ｒ，ｆ ｔ ．／ ＾ ｒ’ ＾～ ＼． ｆ’、． ｆ 、 ／。 、 、 ＾，’ 、、． ，， 厂 ｒ ，ｙ 、八 ／’ 乙 ．，ｙ 认 Ｉ＼Ｌ．，ｙ ４Ｏ．０Ａ ８００Ｖ ４０．０Ａ 甚ＯＵＶ Ｉ ｌｌＩ Ｉ Ｉ…ｌ Ｉ…Ｉ ００Ｖ ６１４ｓ …Ｉ ＩⅢｌ ｌ ｝ ｌ ｌＩ “ＩＩ【 ｆ ｌ Ｉ ｆ Ｉ ｆ１《 Ｉ ¨ “Ｉ且 ＩＩ ｌＩ Ｉ Ｉ Ｉｌ ｊＪ ｌ ｌｌｌ ｌ ｌ ｆＪＪＩ ｌｌＩ Ｉ Ｉ…Ｉ Ｊ『ｌ【 “ｌＩ ｌ…Ｉ ｌ ｌ＿Ｉ ｌｌ ｌ Ｊｌｌ川｛Ｉ ｌ ｌＩ ｆ ｌｌ ｛ｌ Ｈ川 『 ｌ Ｉｆ Ⅱ ｆｆ ｌＩＪｌ ｆＨⅡ ｌ ｌＩＩ…Ｉ ＿ｌ Ｉ８ Ｉｌ ｌ『Ｊ ｌｌ『Ｊ ＩｌＩ｛ｌ Ｉ ｆｌ ｝ｌ … … 【＿Ｉ ＪｌＪ ｌ＿【ｌ Ｊ ｌ｝ｆ ＩｌＩＪ ｌ｝ Ｉｌ …ｌ… ｌｌＩ ｉ… ｌ Ｉ『Ｉ Ｉ ｌ』 ｌ ＿Ｉ川Ｊｌ ｌＪ Ｉ ¨『Ｉ Ｉｉ Ｉｌ【Ｊ ｉ １．７１＿４ ．（ｃ）７分步贞切换至５分频 图６不同调制方式之间的切换 Ｆｉｇ．６ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 且切换过程中基本无电流冲击．另外在谐波影响方 波比的ＳＨＥＰＷＭ调制，能消除期望消除的特定次 面，载波比为儿的ＳＨＥＰＷＭ消除了５、７、ｌ１、１３次 谐波，而载波比为７的ＳＨＥＰＷＭ消除了５和７次 谐波，所以过渡过程中不会有５和７次谐波电流，低 次谐波的减少极大降低了谐波电流冲击． 当稳定运行时，通过示波器存储各载波比时电 流波形的数据值，通过Ｍａｔｌａｂ的谐波分析程序对 ＳＨＥＰＷＭ的谐波消除性能进行了分析，见图７． 谐波，谐波特性符合理论推导值．由此可见，本文所 采用基于载波方式的ＳＨＥＰＷＭ实现方法，由于角 度计算中采用了曲线拟合法，且在数字实现中采用 了载波方法，因此其实现简单可靠，能有效消除特定 次谐波，且实现不同载波比之间的平滑过渡． ，＾ 本文针对ＳＨＥＰＷＭ的数字实现进行了研究，搭 建了双极性ＳＨＥＰＷＭ数学模型，对脉冲开关角的计 算结果进行了曲线拟合，通过曲线拟合提高了计算精 度，降低了数字实现的复杂程度，并提高了实时更新 速度，避免了传统的存表法占用大量存储空间的缺 点．基于载波方式的数字实现方法，提高了角度的计 （ａ）Ｎ＝７（１５分频） 算和更新速度，能较好的反应调制的跟随性能，避免 角度计算造成的误差．文中采用的基于相位连续的三 相同时切换方法，有效的保证了ＳＨＥＰＷＭ不同载波 比之间切换的连续性．仿真和实验结果表明，电机从 低速到高速整个速度运行范围内，运行平稳，不同载 波比之间切换时，无电流冲击，而且有效的消除了 ＳＨＥＰＷＭ的各低次谐波．仿真与实验结果与理论分 （ｂ）Ｎ＝３（７分频） 析一致，证明了方法的正确性和实用性． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［１］刘志刚．电力电子学［Ｍ］．北京：清华大学出版社，北京 图７不同载波比ＳＨＥＰＷＭ频谱特性 Ｆｉｇ．７ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｉｍｉｎａｔｉｏｎ 受篇幅，图７中只给出载波比为１５和７分 频时的电流频谱分析波形．从频谱图中可见，不同载 交通大学出版社，２００５：１５６～１６０． （下转第１０５页） 第５期 王剑等：宽输入电压范围单相光伏并网变换器的控制策略 ｌ０５ 以良好运行．实验验证了本文方法的有效性． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［１］Ｒｊａｅｒ Ｓ Ｂ，Ｐｅｄｅｒｓｅｎ Ｊ Ｋ，Ｂｌａａｂｊｅｒｇ Ｆ．Ａ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ— ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｆｏｒ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅ ｍｏｄｕｌｅｓ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００５，４１ ｄｏｕｂｌｅ－ｓｔａｇｅ ＰＶ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００９，４３ （５）：２０—２１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） ［５］马琳，金新民，唐芬，等．小功率单相并网逆变器并网电 流的比例谐振控制［Ｊ］．北京交通大学学报，２０１０，３４ （２）：１２８—１３２． ＭＡ Ｌｉｎ，ＪＩＮ Ｘｉｎｍｉｎ，ＴＡＮＧ Ｆｅｎ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－ｒｅｓ— ｏｎａｎｔ ｇｉｒｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｉｎｇｌｅ （５）：１２９２—１３０６． ［２］Ｔｈｃｏｃｈａｒｉｓ Ａ Ｄ，Ｍｅｎｔｉ Ａ，Ｍｉｌｉａｓ—Ａｒｇｉｔｉｓ Ｊ，ｅｔ １．Ｍｏｄｅａｌ— ｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ２０１０，３４（２）：１２８—１３２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） ｓｙｓｔｅｍ【Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｒｕｓｓｉａ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈ， ２００５：１—７． ［６］田绍据，谢华．基于ＤＳＰ的单相光伏并网控制系统的设 计［ｊ］．电力电子技术，２００９，４３（２）：１０—１１． ＴＩＡＮ Ｓｈａｏｊｕ，ＸＩＥ Ｈｕａ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｇｒｉｄ—ｃｏｎ— ［３］ＸｉａｏＷｅｉｄｏｎｇ，ＯｚｏｇＮ，ＤｕｎｆｏｒｄＷＧ．Ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｓｔｕｄｙｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＰ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｃｔｅｒｏｎ— ｉｃｓ，２００９，３（２）：１０—１１（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ｌＪ Ｊ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００７， ５４（３）：１６９６—１７０４． ［７］Ｂａｅ Ｂ，Ｓｕｌ Ｓ．Ａ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ ｆｕｌｌ－ｄｉｉｇｔａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｆｒａｍｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｏｆ ＰＷＭ ［４］罗明，杨金明．双级式光伏系统最大功率点跟踪研究 ［Ｊ］．电力电子技术，２００９，４３（５）：２０—２１． ＬＵ０ Ｍｉｎｇ．ＹＡＮＧ Ｊｉｎｍｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＭＰＰＴ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣ ｄｒｉｖｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａ— ｔｉｏｎｓ，２００３，３９（３）：８０２—８１０． ◆…●－ ● …● ●－一 （上接第９３页） ＬＩＵ Ｚｈｉｇａｎｇ．Ｐｏｗｅｒ ｅｌｃｔｅｒｏｎｉｓ［Ｍ］．Ｂｅｃｉｊｉｇ：Ｔｓｎｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｂｅｒｉｎｇ ｊｉａｏ ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ， ２００５：１５６—１６０．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ａｌｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００４，１９（１）：１６—２０．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］岗，官二勇．级联多电平逆变器全调制比的特定谐 波消除［Ｊ］．电工技术学报，２００６，２１（９）：８１—８７． Ｓ￣）ＮＧ Ｐｉｎｇｇａｎｇ．ＧＵＡＮ Ｅｒｙｏｎｇ．Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅ— ［２］陈远华，谢小荣．基于ＤＳＰ实现的特定次谐波ＰＷＭ脉 冲发生器［Ｊ］．清华大学学报，２００３，４３（３）：３４９—３５２． Ｃ｝ Ｎ Ｙｕａｎｈｕ．ＤＳＰ－ｂａｓｅｄ ＰＷＭ：Ｐｕｋ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ ｅ— ｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｌｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃａｓｃａｄｅｄ ｃｏｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｔｒｎｓａａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｃｔｅｒｏｔｅｃｈｎｉａｌｃ Ｓｏｃｉ ｅｔｙ，２００６，２１（９）：８１—８７．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｄ ｈａｒｅｍｏｎｉｅｓ［Ｊ］．Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖ（Ｓｃｉ＆ Ｔｅｃｈ），２００３，４３（３）：３４９～３５２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［６］王建元，徐超．特定消谐技术中非线性方程组数值等效 及求解方法的改进［Ｊ］．电气传动，２００７，３７（１１）：３４— ３８． ［３］李威，车向中，郝荣泰．交．直 交电力机车ＰＷＭ调制方 法研究［Ｊ］．铁道学报，２０００，２２（６）：２６—３１． ＬＩ Ｗｅｉ，ＣＨＥ Ｘｉｎｇｚｈｏｎｇ，ＨＡＯ Ｒｏｎｇｔａａｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｙｕａｎ，ＸＵ Ｃｈａｏ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｌｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｏｆ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＳＨＥＰＷＭ ＰＷＭｍｅｔｈｏｄｆｏｒＡＧＥ￣ＡＣ ｅｌｃｔｅｉｒｃｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ— ａｌｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０００，２２（６）：２６—３１． ［Ｊ］．Ｅｌｃｔｅｒｉｃ Ｄｒｉｖｅ，２００７，３７（１１）：３４—３８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［７］Ｂｏｗｅｓ Ｓ Ｒ．Ｒｅｇｕｌａｒ ｓａｍｐｌｄ ｈａｅｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｄｒｉｖｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｏｗｅｒＰ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，１９９５，１０（５）：５２１—５３１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［４］张艳莉，费万民．三电平逆变器ＳＨＥＰＷＭ方法及其应 用研究［Ｊ］．电工技术学报，２００４，１９（１）：１６—２０． ＺＨＡＮＧ Ｙａｎｌｉ，ＦＥ１ Ｗａｎｍｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｄ ｂａｒ—ｅ ｊ ８ ｌ Ｂｏｗｅｓ Ｓ Ｒ．Ｎｏｖｅｌ ｓｐａｃｅ－ｖｅｃｔｏｒ－ｂａｓｅｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｏｎｔｃｏｌｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ａｐ— ｐｌｉａｔｃｉｏｎｓ，２０００，３６（２）：４９—５５． ｍｏｎｉｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉａ ｎＥｌｅｃｔｏｔｒｃｈｎｉｅ—
