具有旋轉(zhuǎn)的級聯(lián) h 橋逆變器電平移位脈寬調(diào)制的制作方法
【專利摘要】本申請涉及具有旋轉(zhuǎn)的級聯(lián)H橋逆變器電平移位脈寬調(diào)制。給出了用于生成逆變器級開關(guān)控制信號的級聯(lián)H橋逆變器和基于載波的電平移位脈寬調(diào)制技術(shù)，使用互補(bǔ)載波或互補(bǔ)參考調(diào)制技術(shù)選擇性地移位載波波形電平，以控制THD以及緩解多電平逆變器元件內(nèi)的電力分配不平衡。
【專利說明】具有旋轉(zhuǎn)的級聯(lián)H橋逆變器電平移位脈寬調(diào)制
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是于2012年4月27日提交的命名為CASCADED H-BRIDGE(CHB) INVERTERLEVEL SHIFT PWM WITH ROTAT1N(具有旋轉(zhuǎn)的級聯(lián)H橋逆變器電平移位脈寬調(diào)制)的美國專利申請?zhí)朜0.13/458，104的部分繼續(xù)申請，并且要求其優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用以其全部內(nèi)容合并到本文中。

【背景技術(shù)】
[0003]電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和其它電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通常接收交流輸入電力，并且將其轉(zhuǎn)換成內(nèi)部直流用于隨后將其轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載的交流輸出電力。多電平逆變器有時(shí)用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器中以生成高電壓驅(qū)動(dòng)信號并且向高電力應(yīng)用中的電動(dòng)機(jī)提供高電壓驅(qū)動(dòng)信號。一種形式的多電平逆變器是級聯(lián)H橋(CHB)逆變器架構(gòu)，其利用多個(gè)串聯(lián)連接的H橋逆變器用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)電動(dòng)機(jī)繞組相。每個(gè)H橋由不同的直流源供電，并且由開關(guān)信號驅(qū)動(dòng)以生成正或負(fù)輸出電壓，多個(gè)H橋級的串聯(lián)組合提供用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的多電平逆變器輸出能力。各種調(diào)制技術(shù)可以用于生成CHB開關(guān)信號，如相移脈寬調(diào)制(PS PWM)和電平移位脈寬調(diào)制(LS PWM)。在任何電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，減少總諧波失真(THD)是重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，電平移位PWM通常用于在用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的多電平電壓源中壓逆變器中生成CHB開關(guān)信號，因?yàn)檫@提供比相移PWM較好的輸出線電壓THD，并且不生成與PS PWM相關(guān)聯(lián)的某些另外的dv/dt問題。然而，由于不均勻的電力分配，對于高電力轉(zhuǎn)換器LS PWM具有某些缺點(diǎn)，并且該技術(shù)可以導(dǎo)致增加的輸入電流諧波。具體地，各個(gè)輸入整流器不均勻地被載荷，尤其在裝置開關(guān)頻率不等于載波頻率且對于所有開關(guān)不相同的較低的輸出調(diào)制指數(shù)處。因此，仍然需要改進(jìn)的基于載波的脈寬調(diào)制技術(shù)和多電平逆變器用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和其它負(fù)載。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)在對本公開內(nèi)容的各個(gè)方面進(jìn)行概述以便于基本理解本公開內(nèi)容，其中該概述不是本公開內(nèi)容的廣泛的概述，不意在識(shí)別本公開內(nèi)容的一些元件，也不描繪其范圍。相反，該概述的基本目的是在下文給出的更詳細(xì)的描述之前以簡化的形式給出本公開內(nèi)容的各種概念。
[0005]給出了用于生成逆變器級開關(guān)控制信號的級聯(lián)H橋逆變器和基于載波的電平移位脈寬調(diào)制技術(shù)，通過易于實(shí)現(xiàn)載波旋轉(zhuǎn)來便于均勻的電力分布和串聯(lián)連接的蓄電池中的良好平衡，連同甚至對于低的調(diào)制指數(shù)操作的有利的輸出電壓和電流總諧波分布(THD)和良好的輸入電流THD，使用互補(bǔ)的載波或互補(bǔ)參考調(diào)制技術(shù)選擇性地移位載波波形電平以控制THD以及緩解多電平逆變器元件內(nèi)的電力分配不平衡?？梢栽陔妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器或其它形式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的單相或多相多電平逆變器中有利地利用本公開內(nèi)容的各種概念。公開了用于控制CHB或具有串聯(lián)連接的逆變器級的其它多電平逆變器的電平移位PWM開關(guān)方法，可以與i電平逆變器相關(guān)聯(lián)地利用該方法，其中，“i”大于7，其中根據(jù)重復(fù)的電平移位模式選擇性地調(diào)整或移位載波電平。
[0006]闡述了包括鋸齒載波模式以及三角模式的示例性電平移位模式?？梢允褂萌魏屋d波形狀和載波頻率(周期)進(jìn)行脈寬調(diào)制載波的電平移位，可以使用任意整數(shù)的電平增加用于移位的各種實(shí)現(xiàn)，并且可以在暫?；虿粫和５那闆r下每載波周期或每個(gè)整數(shù)個(gè)載波周期進(jìn)行移位。
[0007]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)或更多個(gè)方面，提供了包括多電平逆變器和控制器的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，提供了單相電源，但對于每個(gè)輸出相提供多電平逆變器的多相電源實(shí)施方式也是可以的。多電平逆變器包括整數(shù)N個(gè)逆變器級，其中N大于3，具有開關(guān)裝置的每個(gè)級能夠操作用于根據(jù)相應(yīng)的控制信號生成至少兩個(gè)離散的電平中的一個(gè)電平的級輸出電壓，并且多個(gè)級的輸出以串聯(lián)連接的方式級聯(lián)。在一些實(shí)施方式中，逆變器級是具有耦接在相應(yīng)的直流源與級輸出端之間的四個(gè)開關(guān)的H橋電路?？刂破魇褂美缟呻妷翰ㄐ涡盘柕哪M電路系統(tǒng)或創(chuàng)建數(shù)字波形值的數(shù)字處理器生成N個(gè)載波波形，每個(gè)載波波形處于一對互補(bǔ)參考信號或值的預(yù)期范圍內(nèi)的多個(gè)非交疊的幅度電平中的不同的幅度電平。此外，載波波形組包括每個(gè)逆變器級的單個(gè)載波波形，載波波形具有基本上相等的周期。另外，控制器根據(jù)重復(fù)的電平移位模式每整數(shù)M個(gè)波形周期移位載波波形信號或值中的至少兩個(gè)的幅度電平，其中M大于O。
[0008]其中可以使用任何適當(dāng)類型或形狀的波形諸如例如周期性三角載波的各種實(shí)施方式是可以的。此外，可以選擇性地移位兩個(gè)或更多個(gè)載波波形中的任意數(shù)量，以及在一些實(shí)施方式中，根據(jù)電平移位模式通過控制器每M個(gè)周期移位所有載波，在某些電平處具有可選的暫停。在一些實(shí)施方式，M大于I,而并非每載波周期移位電平。此外,在一些實(shí)施方式中，可以根據(jù)模式每M個(gè)波形周期將各個(gè)載波波形移位至少兩個(gè)載波波形。
[0009]根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的方面，提供了多電平逆變器開關(guān)控制信號生成方法以及具有用于執(zhí)行這樣的方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該方法包括:生成一組N個(gè)載波波形，在各種實(shí)施方式中載波波形可以是信號或值的形式，波形組包括多電平逆變器的每個(gè)級的單個(gè)載波，并且每個(gè)載波波形處于不同的幅度電平。這些方法還包括:基于給定的逆變器級的載波波形與一對互補(bǔ)參考信號或值的比較向多電平逆變器提供開關(guān)控制信號。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)重復(fù)的電平移位模式(具有或不具有可選的暫停)每整數(shù)M個(gè)波形周期移位載波波形中的至少兩個(gè)的幅度電平。在各種實(shí)現(xiàn)中，M可以大于1，并且在一些實(shí)施方式中，可以每M個(gè)載波周期移位所有載波。此外,在一些實(shí)施方式中,可以移位兩個(gè)或更多個(gè)幅度電平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面的描述和附圖詳細(xì)闡述了本公開內(nèi)容的一些說明性的實(shí)現(xiàn)，這些說明性的實(shí)現(xiàn)表示可以以其執(zhí)行本公開內(nèi)容的各種原理的若干示例性方式。然而，所示出的示例不是本公開內(nèi)容的很多可能的實(shí)施方式的窮舉。在結(jié)合附圖考慮的下面的詳細(xì)描述中可以闡述本公開內(nèi)容的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征，在附圖中:
[0011]圖1是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)或更多個(gè)方面的具有根據(jù)電平移位模式向CHB逆變器級提供開關(guān)控制信號的控制器的、示例性的基于三相十三電平CHB逆變器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的示意圖；
[0012]圖2是示出了圖1的電力轉(zhuǎn)換器中的具有耦接至次級變壓器的三相整流器的示例性H橋逆變器級的另外的細(xì)節(jié)連同電平移位模式和通過將第一和第二載波波形信號或值與參考信號或值進(jìn)行比較用于生成逆變器控制信號的控制器中的比較電路或邏輯的示意圖；
[0013]圖3是示出了驅(qū)動(dòng)圖1的電力轉(zhuǎn)換器中的三相電動(dòng)機(jī)的相中的一個(gè)相的6個(gè)級聯(lián)H橋逆變器級的載波波形比較電路系統(tǒng)或邏輯的示意圖；
[0014]圖4是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的方面的用于生成多電平逆變器開關(guān)控制信號的示例性方法的流程圖；
[0015]圖5A至圖5F是示出了圖1的CHB逆變器的一個(gè)相中的6對載波波形的示例性鋸齒反相布置(POD)電平移位模式的曲線；
[0016]圖6是示出了圖1的CHB逆變器中的一對示例性載波波形的示例性鋸齒同相布置(IPD)的曲線；
[0017]圖7是示出了圖1的CHB逆變器中的一對示例性載波波形的示例性三角IPD電平移位模式的曲線；
[0018]圖8是示出了圖1的逆變器中的一對示例性載波波形的示例性三角POD電平移位模式的曲線；
[0019]圖9是示出了根據(jù)圖8的三角POD電平移位模式移位的載波波形對連同圖1的逆變器的相應(yīng)的電壓參考信號或值的曲線；
[0020]圖10是示出了使用圖8和圖9的電平移位的載波波形對所生成的H橋逆變器級的開關(guān)裝置的示例性開關(guān)控制信號的曲線；
[0021]圖1lA至圖1lF是示出了在圖1的逆變器中每載波周期移動(dòng)每個(gè)載波兩個(gè)幅度電平的六對載波波形的另一示例性鋸齒POD電平移位模式的曲線；
[0022]圖12A至圖12F是示出了在圖1的逆變器中每兩個(gè)載波周期移動(dòng)每個(gè)載波單個(gè)幅度電平的六對載波波形的另一示例性鋸齒POD電平移位模式的曲線；
[0023]圖13A至圖13F是示出了在圖1的逆變器中每兩個(gè)載波周期移動(dòng)每個(gè)載波兩個(gè)幅度電平的六對載波波形對的另一示例性鋸齒POD電平移位模式的曲線；
[0024]圖14是示出了使用電平移位模式和在控制器中使用一對互補(bǔ)的(相反的)參考和單個(gè)載波用于逆變器控制信息生成的互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的比較電路系統(tǒng)的替選的H橋逆變器級實(shí)現(xiàn)的示意圖；
[0025]圖15是示出了使用互補(bǔ)參考和每個(gè)級的單個(gè)載波驅(qū)動(dòng)圖1的電力轉(zhuǎn)換器中的三相電動(dòng)機(jī)的一相的六個(gè)級聯(lián)的H橋逆變器級的載波波形比較電路系統(tǒng)或邏輯的示意圖；
[0026]圖16是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的方法使用互補(bǔ)參考和每個(gè)逆變器級的單個(gè)載波用于生成多電平逆變器開關(guān)控制信號的示例性方法的流程圖；
[0027]圖17A至圖17F是示出了使用圖1的電力轉(zhuǎn)換器中的互補(bǔ)參考正弦調(diào)制的圖1的CHB逆變器的一相的六個(gè)載波波形的示例性鋸齒電平移位模式的曲線；
[0028]圖18是示出了使用圖1的CHB逆變器中的互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的一個(gè)示例性載波波形的示例性鋸齒電平移位模式的曲線；
[0029]圖19是示出了使用圖1的CHB逆變器中的互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的一個(gè)示例性載波波形的示例性三角電平移位模式的曲線；
[0030]圖20是示出了圖1的逆變器中的互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的一個(gè)示例性載波波形的示例性三角電平移位模式的曲線；
[0031]圖21是示出了根據(jù)圖20的三角電平移位模式移位的載波波形連同圖1的逆變器中的互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的相應(yīng)的電壓參考信號或值的互補(bǔ)對的曲線；
[0032]圖22是示出了使用圖20和圖21的電平移位的載波波形所生成的H橋逆變級的開關(guān)裝置的示例性開關(guān)控制信號的曲線；
[0033]圖23A至23F是示出了在圖1的逆變器中每互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的載波周期移位每個(gè)載波兩個(gè)幅度電平的六個(gè)載波波形的另一示例性鋸齒電平移位模式的曲線；
[0034]圖24A至24F是示出了在圖1的逆變器中每互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的兩個(gè)載波周期移位每個(gè)載波單個(gè)幅度電平的六個(gè)載波波形的又一示例性鋸齒電平移位模式的曲線；以及
[0035]圖25A至25F是示出了在圖1的逆變器中每互補(bǔ)參考正弦三角調(diào)制的兩個(gè)載波周期移位每個(gè)載波兩個(gè)幅度電平的六個(gè)載波波形的另一示例性鋸齒電平移位模式的曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0036]現(xiàn)在參照附圖，在下文中結(jié)合圖對一些實(shí)施方式或?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行描述，其中，貫穿附圖相同的附圖標(biāo)記用于指代相同的元件，以及其中，各種特征并不一定按比例繪出。
[0037]圖1示出了具有多個(gè)對于三相中的每個(gè)相串聯(lián)連接的逆變器級42的示例性十三電平CHB電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10。圖2至圖13F示出了在系統(tǒng)10中利用的使用一對互補(bǔ)載波43、45和單個(gè)參考47用于每個(gè)逆變器級42的正弦三角類型調(diào)制的示例性電平移位PWM技術(shù)，以及圖14至圖25F示出了系統(tǒng)10中的使用互補(bǔ)參考類型脈寬調(diào)制技術(shù)的電平移位PWM技術(shù)。
[0038]最初參照圖1至圖3，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)或更多個(gè)方面，示出了示例性的基于十三電平CHB逆變器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10，其包括三相多電平逆變器40和基于電平移位模式50向各個(gè)CHB逆變器級42提供開關(guān)控制信號49的控制器48。盡管在對于三個(gè)電動(dòng)機(jī)負(fù)載相U、V、W中的每個(gè)具有六個(gè)逆變器級42的多相十三電平逆變器40的背景下示出，但是可以與單相或多相相關(guān)聯(lián)地實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的各個(gè)方面，多電平逆變器具有任何整數(shù)“N”個(gè)逆變器級42，其中，N大于3(例如，9電平或更多電平逆變器)。另外，盡管所示出的實(shí)施方式利用被級聯(lián)以形成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的每個(gè)相的多電平逆變器40的H橋級42，但是也可以使用逆變器級42的其它類型和形式，例如具有開關(guān)電路的級，開關(guān)電路具有多于或少于四個(gè)開關(guān)裝置，其中，本公開內(nèi)容的更廣泛的方面在范圍方面不限于示出的實(shí)施方式。
[0039]如在圖1中最佳看到的，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10包括相移變壓器30，其具有從交流電源20接收三相電力的多相初級繞組32(所示出的實(shí)施方式中的△配置)。變壓器30包括18個(gè)三相次級繞組34，包括六組三個(gè)Λ配置的三相次級繞組34，每組處于不同的相位關(guān)系。盡管在所示出的示例中初級繞組32和次級繞組34被配置為Λ繞組，但是可替代地，可以使用“Y”連接的初級繞組和/或次級繞組。另外，盡管變壓器具有三相初級繞組32和次級繞組34，但是可以使用其它單相或多相實(shí)現(xiàn)。耦接三相次級繞組34中的每個(gè)以提供交流電力來驅(qū)動(dòng)三相多電平逆變器40的相應(yīng)的逆變器級42的三相整流器。
[0040]如圖所示，多電平逆變器40包括18個(gè)逆變器級42，每個(gè)連接至變壓器30的相應(yīng)的次級繞組34。逆變器40是具有6個(gè)級聯(lián)H橋逆變器級42U-1至42U-6的13電平逆變器，其在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器中性點(diǎn)N與三相電動(dòng)機(jī)負(fù)載60的第一繞組U之間具有彼此串聯(lián)連接的(級聯(lián)的)輸出端41U-1至41U-6。類似地，6個(gè)逆變器級42V-1至42V-6在中性點(diǎn)N與第二繞組V之間提供串聯(lián)連接的電壓輸出端41V-1至41V-6，以及6個(gè)逆變器級42W-1至42W-6在中性點(diǎn)N與電動(dòng)機(jī)60的第三繞組W之間提供串聯(lián)連接的電壓輸出端41W-1至41W-6。逆變器級42根據(jù)來自控制器48的多個(gè)開關(guān)控制信號49能夠單獨(dú)地操作。具體地，控制器48向與第一電動(dòng)機(jī)繞組U相關(guān)聯(lián)的逆變器級42U-1至42U-6提供控制信號49U，也向逆變器級42V-1至42V-6提供控制信號49V和向逆變器級42W-1至42W-6提供控制信號49W。
[0041]也參照圖2和圖3，控制器48可以使用任何適當(dāng)?shù)挠布?、處理器?zhí)行的軟件或固件、或其組合來實(shí)現(xiàn)，其中，控制器48的示例性實(shí)施方式包括一個(gè)或更多個(gè)處理元件如微處理器、微控制器、DSP、可編程邏輯等，連同電子存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器和信號調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器電路系統(tǒng)，處理元件被編程或以其它方式被配置成生成適于操作逆變器級42的開關(guān)裝置的信號49。
[0042]圖2示出了示例性H橋逆變器級42，其具有形成三相整流器的板載整流器二極管Dl至D6，三相整流器從相應(yīng)的變壓器次級繞組34接收三相交流電力，并且將直流電容器C兩端的直流電力作為輸入提供給由被配置在“H”橋電路中的四個(gè)開關(guān)裝置SI至S4形成的H橋逆變器。盡管所示出的逆變器級42每個(gè)包括由來自相應(yīng)的變壓器次級繞組34的交流輸入驅(qū)動(dòng)的整流器電路系統(tǒng)，但是可以根據(jù)本公開內(nèi)容將適當(dāng)形式的直流輸入提供至逆變器級42，并且逆變器級42可以但不一定包括板載整流電路系統(tǒng)。另外，可以在具有被配置成在至少兩個(gè)不同的級的級輸出端41處選擇性地提供電壓的至少兩個(gè)開關(guān)裝置S的各個(gè)級42中使用任何適當(dāng)?shù)拈_關(guān)電路配置。此外，可以在逆變器級42中使用任何適當(dāng)類型的開關(guān)裝置S，包括但不限于基于半導(dǎo)體的開關(guān)如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、硅可控整流器(SCR)、柵極關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成柵極換流晶閘管(IGCT)等。
[0043]所示出的四開關(guān)H橋?qū)崿F(xiàn)(圖2)有利地使得能夠通過控制器48生成選擇性的開關(guān)控制信號以在輸出端41處以受控方式提供至少兩個(gè)不同的電壓電平。例如，當(dāng)開關(guān)裝置SI和S4接通(導(dǎo)通)而其它裝置S2和S3關(guān)斷(不導(dǎo)通)時(shí)，在基本上等于電容器C兩端的直流總線電壓VDC( + VDC)的正直流電平的輸出端子41A和41B處提供正電壓。將開關(guān)S2和S3接通而將SI和S4關(guān)斷產(chǎn)生被施加在輸出端41處的負(fù)電壓(-VDC)。上面的開關(guān)SI和S3接通而S2和S4關(guān)斷(或開關(guān)SI和S3關(guān)斷而S2和S4接通)，級42的輸出單元為0V。因此，示例性H橋逆變器級42有利地使得能夠選擇三個(gè)不同的輸出電壓，并且6個(gè)這樣的級的級聯(lián)配置(例如，圖1和圖3)使得能夠通過控制器48選擇性地生成開關(guān)控制信號以實(shí)現(xiàn)13個(gè)不同的電壓電平來應(yīng)用于相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相。應(yīng)當(dāng)指出的是，可以使用其它可能的開關(guān)電路系統(tǒng)來對于各個(gè)級42實(shí)現(xiàn)2、3或K個(gè)電平可選擇的輸出端，其中K是大于I的整數(shù)。
[0044]圖2示出了用于向給定的逆變器級42提供開關(guān)控制信號49的控制器48中的比較邏輯或電路系統(tǒng)的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)，其中，控制器48也可以包括信號電平放大和/或驅(qū)動(dòng)器電路系統(tǒng)(未示出)以提供足以選擇性地致動(dòng)開關(guān)裝置SI至S4的適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓和/或電流電平。在這一點(diǎn)上，控制器48對于電動(dòng)機(jī)相U、V、W中的每個(gè)相生成一組12個(gè)載波波形(或可以使用單個(gè)一組12個(gè)載波用于所有三個(gè)相)，對應(yīng)于每個(gè)級42的一對載波43、45包括第一載波43 (載波+)和第二載波45 (載波-)。各個(gè)載波43、45可以生成為電壓信號波形和/或可以是使用控制器48中的處理器數(shù)字地生成的數(shù)字波形值。此外，載波波形信號或值43、45單獨(dú)地定義具有波形周期P的周期性載波波形，在一些實(shí)施方式中，波形組的波形周期基本上相等。此外，在整個(gè)組中波形43、45優(yōu)選地具有相同的形狀，盡管這不是本公開內(nèi)容的所有實(shí)施方式的嚴(yán)格的要求。另外，可以使用任何適當(dāng)?shù)牟ㄐ涡螤罾缛鐖D所示且下文將進(jìn)一步描述的三角波形43、45，或其它形狀例如鋸齒波形、正弦波等(未示出)。
[0045]在示出的示例中，控制器48向開關(guān)裝置SI至S4中的每個(gè)提供單獨(dú)的開關(guān)控制信號49，盡管在一些實(shí)施方式中可以將某些開關(guān)控制信號組合或定形?？刂破?8基于與每個(gè)給定逆變器級42相關(guān)聯(lián)的第一載波波形信號或值43和第二載波波形信號或值45與參考信號或值47的比較生成開關(guān)控制信號49。在示出的實(shí)施方式中，對于電動(dòng)機(jī)60的每個(gè)電動(dòng)機(jī)相U、V、W使用不同的參考信號或值47，如與期望的(例如，設(shè)定點(diǎn))值對應(yīng)的參考電壓，在該期望的值處相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器10驅(qū)動(dòng)。此外，在圖2的實(shí)施方式中，提供比較器44和46，其將參考信號或值47分別與正載波波形信號或值43和負(fù)載波波形信號或值45進(jìn)行比較。
[0046]在該實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)參考47大于正載波43時(shí)，比較器44接通開關(guān)SI，并且通過逆變器44a關(guān)斷逆變器級42的開關(guān)S2。在該實(shí)施方式中，負(fù)載波45以信號或值的形式具有負(fù)的輪廓，并且當(dāng)參考47低于負(fù)載波45時(shí)，通過逆變器46a接通開關(guān)S3并且關(guān)斷開關(guān)S4。以這種方式，當(dāng)開關(guān)S2和S3每圖2中的表格接通時(shí)，相應(yīng)的逆變器級42的輸出試圖降低被施加到相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的電壓，從而也便于跟蹤參考47。此外，當(dāng)參考47處于正載波43與負(fù)載波45之間時(shí)，在相應(yīng)的逆變器級42中開關(guān)S2和S4接通。在這種條件下，相應(yīng)的逆變器級42不將來自相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的凈逆變器輸出端的電壓與由該相的級聯(lián)配置中的其它逆變器級42的選擇性的開關(guān)控制的相位電壓相加或減去。
[0047]也參照圖3，類似地，控制器48以受控的方式實(shí)現(xiàn)與串聯(lián)連接的逆變器級42中的每個(gè)對應(yīng)的比較方案，以便使得電動(dòng)機(jī)相U、V、W中的每個(gè)的相應(yīng)的輸出電壓跟蹤它們的相應(yīng)參考信號或值47。圖3示出了驅(qū)動(dòng)圖1的電力轉(zhuǎn)換器10中的電動(dòng)機(jī)相位U的6個(gè)級聯(lián)H橋逆變器級42U-1至42U-6的控制器48中的載波波形比較電路系統(tǒng)或邏輯43、44、45、46、47。注意，圖2和圖3中的比較器44和46是示意性表示，并且如果參考47以及載波43和45被實(shí)現(xiàn)為模擬信號(例如，電壓信號)，則可以使用實(shí)際的硬件比較器44和46。可替代地，如果控制器48實(shí)現(xiàn)數(shù)字脈寬調(diào)制，則參考47和載波波形43和45可以實(shí)現(xiàn)為值，并且比較器44和46的功能可以實(shí)現(xiàn)為處理器執(zhí)行的軟件或固件、可編程的邏輯等。
[0048]也參照圖3、圖4和圖5A至圖5F，控制器48根據(jù)圖4中示出的示例性處理70生成用于逆變器40的逆變器級42的開關(guān)控制信號49，其中根據(jù)重復(fù)的電平移位模式50來移位載波波形43、45中的至少兩個(gè)的幅度電平L。在一些實(shí)施方式中，控制器48包括被編程成根據(jù)來自非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)如具有用于執(zhí)行本文中所描述的處理和控制器功能的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、電力轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)(例如，控制器48)內(nèi)的存儲(chǔ)，CD-ROM、軟盤、閃速驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令來執(zhí)行本文中所闡述的處理70和其它功能的至少一個(gè)處理器。盡管以一系列動(dòng)作或事件的形式描繪和描述了示例性方法70，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開內(nèi)容的各種方法不限于除了本文中具體闡述的這樣的動(dòng)作或事件的示出的順序。在這一點(diǎn)上，除了下文中具體提供的，一些動(dòng)作或事件可以以不同的順序出現(xiàn)和/或與本文中示出和描述的這些不同的其它動(dòng)作或事件同時(shí)出現(xiàn)，并不要求所有示出的步驟來根據(jù)本公開內(nèi)容實(shí)現(xiàn)處理或方法。示出的方法可以以硬件、處理器執(zhí)行的軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)，以便提供本文中所公開的載波波形幅度電平移位旋轉(zhuǎn)概念。
[0049]在示出的系統(tǒng)10中，控制器48根據(jù)移位模式50每整數(shù)M個(gè)波形周期P移位載波波形信號或值43、45中的兩個(gè)或更多個(gè)的幅度電平L。應(yīng)當(dāng)指出的是，這樣的模式50可以可選地包括暫停周期，在暫停周期中一個(gè)或更多個(gè)載波周期在移位之前的模式暫停在重復(fù)的整個(gè)模式中重新開始，其中，在本文中這樣的實(shí)現(xiàn)也稱作每M個(gè)波形周期移位幅度電平(例如，下面的圖7和圖8)。在不希望受困于任何特定理論的情況下，應(yīng)當(dāng)相信的是，通過控制器48的該受控的旋轉(zhuǎn)的電平移位或電平調(diào)節(jié)便于低的輸出線電壓總諧波分布(THD)和低的輸入電壓和電流THD，同時(shí)緩解級聯(lián)逆變器級42中的不均勻的電力分布。
[0050]如在圖4中看到的，對于在72處開始的每個(gè)新的載波周期P，在74處生成一組2N個(gè)(例如，示出的示例中的12個(gè))載波波形(信號或值或其組合)，其中，該組包括每個(gè)逆變器級42的第一載波波形43和第二載波波形45，在每個(gè)載波波形周期P中每個(gè)載波波形43、45被設(shè)置成不同的幅度電平L。
[0051]圖5A至圖5F中的曲線100、110、120、130、140和150分別示出了六對載波波形的示例性鋸齒POD電平移位模式:提供至比較器44-U1&46-U1用于創(chuàng)建用于操作圖3的十三電平CHB逆變器的電動(dòng)機(jī)相U的第一級聯(lián)的逆變器級42-U1的開關(guān)控制信號49-U1的CR1+&CR1-(43_U1&45-U1);提供至比較器44-U2&46-U2用于創(chuàng)建第二逆變器級
44-U2的開關(guān)控制信號 49-U2 的 CR2+&CR2-(43-U2&45-U2);提供至比較器 44-U3&46-U3用于創(chuàng)建逆變器級42-U3的開關(guān)控制信號49-U3的CR3+&CR3-(43-U3&45-U3)；提供至比較器44-U4&46-U4用于生成逆變器級42-U4的開關(guān)控制信號49-U4的CR4+&CR4-(43-U4&45-U4);提供至比較器44-U5&46-U5用于生成逆變器級42-U5的開關(guān)控制信號49-U5的CR5+&CR5-(43-U5&45-U5)；以及提供至比較器44-U6&46-U6用于生成用于操作第六逆變器級42-U6的開關(guān)控制信號49-U6的CR6+&CR6-(43-U6&45-U6)。
[0052]控制器48在圖4的74處生成一組載波波形43、45 (圖3)，使得每個(gè)載波處于不同的幅度電平L，載波組43、45的幅度電平每個(gè)在參考信號或值47的預(yù)期幅度范圍AR內(nèi)。圖3的十三電平示例中的載波組包括第一電動(dòng)機(jī)相U的12個(gè)載波波形(六個(gè)正載波43-U1、43-U2、43-U3、43-U4、43-U5、43-U6，以及六個(gè)負(fù)載波 45-Ul、45-U2、45-U3、45-U4、45_U5、
45-U6)。如在圖5A至圖5F中可以看到的，例如，控制器48對于每個(gè)載波波形周期P生成載波組43、45，使得每個(gè)載波43、45處于參考信號或值47的預(yù)期幅度范圍AR內(nèi)的多個(gè)非交疊幅度電平 L6_、L5_、L4_、L3_、L2-、L1-、LI+、L2+、L3+、L4+、L5+、L6+ 中的不同的幅度電平。此外,在示出的示例處,一半幅度電平LI+、L2+、L3+、L4+、L5+、L6+在參考信號范圍AR的第一(例如，正的或上面的)子范圍SRl內(nèi)，而剩余的電平1^6-、1^5-、1^4-、1^3-、1^2-、1^1-在范圍AR的第二(例如，負(fù)的或下面的)子范圍SR2中。在該實(shí)現(xiàn)中，盡管未嚴(yán)格要求本公開內(nèi)容的所有實(shí)施方式，但是每個(gè)逆變器級42的第一載波43在第一子范圍SRl中，而每個(gè)給定的逆變器42的第二載波45在第二字范圍SR2中。此外，在示出的實(shí)現(xiàn)中，電平L是非交疊的，并且優(yōu)選地覆蓋范圍AR內(nèi)的每個(gè)可能的幅度電平，本文中所示出和描述的電平移位模式50確定在每個(gè)載波循環(huán)或周期P期間在每個(gè)示出的幅度電平L中提供載波43、45，盡管這些另外的條件不嚴(yán)格要求本公開內(nèi)容的所有實(shí)施方式。
[0053]在圖4中的76處，對于每個(gè)逆變器級42生成的一組載波43、45，控制器48提供開關(guān)控制信號49，給定的逆變器級42的信號49基于該特定級42的第一和第二載波波形信號或值43、45與相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的參考信號或值47的比較，例如，如上面使用實(shí)現(xiàn)圖2和圖3中所示的比較器44、46的功能的硬件和/或處理器執(zhí)行的固件/軟件所描述的。
[0054]在圖4中的78處確定對于下一個(gè)載波周期是否進(jìn)行移位(例如，自從最后一個(gè)電平移位出現(xiàn)了整數(shù)M個(gè)載波周期，M大于O)。如果確定不對下一個(gè)載波周期進(jìn)行移位(78處否)，控制器如上所示在74和76處生成下一個(gè)載波循環(huán)或周期的載波波形和開關(guān)控制信號。否則(78處是)，控制器48根據(jù)重復(fù)的電平移位模式50在80處對下一個(gè)載波波形周期P的載波波形信號或值43、45的至少兩個(gè)的幅度電平L進(jìn)行移位。在給定選擇模式50下在一個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)處使用暫停的其它實(shí)施方式是可以的(例如，參見下面的圖7和圖8)。
[0055]參照圖5A至圖5F，在一些實(shí)施方式中，電平移位模式50是反相布置(POD)或同相布置(IPD)電平移位模式50，并且可以使用其它類型和配置的移位模式50。圖5A至圖5F中的模式50是其中正和負(fù)(第一和第二)載波43和45分別在子范圍SRl和SR2中的鋸齒POD電平移位示例。在該示例中，圖5A示出了用于生成第一逆變器級42-U1的開關(guān)控制信號49-U1的載波波形CRl+和CRl-的幅度電平位置，其在第一示出的載波循環(huán)Pl期間占據(jù)時(shí)段LI+和L1-，然后在每個(gè)后續(xù)載波周期移位一個(gè)位置。在該模式50中，CRl+和CRl-每個(gè)的相應(yīng)非幅度電平位置形成“鋸齒”模式，CRl+分別在載波循環(huán)周期P2、P3、P4、P5和P6中移位至位置16+、1^5+、1^4+、1^3+、1^2+，之后模式重復(fù)。然而，CRl+和CRl-對于圖5A至圖5F中的模式50彼此位于“反相(phase-opposit1n) ”或“反相(phase-opposite) ”布置中，CRl-通過與CRl相反方向的移位來斜變。在這一點(diǎn)上，CRl-載波循環(huán)周期P2、P3、P4、P5和P6中在子范圍SR2內(nèi)移位至位置L6-、L5-、L4-、L3-、L2-。對于其它載波波形對同樣適用:CR2+&CR2-(與第二級聯(lián)逆變器級42-U2相關(guān)聯(lián)，圖5B) ;CR3+&CR3_ (逆變器級42-U3，圖5C) ；CR4+&CR4-(逆變器級 42-U4，圖 5D) ；CR5+&CR5-(級 42-U5，圖 5E);以及 CR6+&CR6-(級42-U6，圖5F)，位置相互偏移，使得在載波波形的每個(gè)周期或循環(huán)P中占據(jù)每個(gè)幅度電平L。
[0056]注意，在這些示例以及下面將討論的另外的示例中，載波波形43、45利用三角波形。然而，可以使用任何形式或形狀的載波波形，并且由控制器48生成的給定集合的波形43、45可以但不一定具有相同形狀，但可以但不一定相互同相。另外，盡管示出的示例包括與每個(gè)各個(gè)的逆變器級42相關(guān)聯(lián)的第一和第二載波波形，該逆變器級42的一個(gè)載波在第一(例如，正的)子范圍SRl中，而該逆變器級42的其它載波在第二(例如，負(fù)的)子范圍SR2中，其中與給定逆變器級42相關(guān)的載波波形可以在給定載波波形循環(huán)P或在所有載波波形循環(huán)P中在相同子范圍SRl或SR2內(nèi)的其它實(shí)施方式也是可以的。
[0057]圖6提供了示出了一個(gè)載波波形示例性對CR1+&CR1_(上面圖3的示例中的43-U1和45-U1)的示例性鋸齒同相布置(IPD)電平移位的曲線200。在該實(shí)現(xiàn)中，對于其它載波波形對(未示出)提供類似移位的幅度電平波形模式，幅度電平相互偏移使得在載波波形43,45的每個(gè)周期或循環(huán)P中占據(jù)每個(gè)幅度電平L。在這種情況下，類似于上面的圖5A至圖5F的那些，對于每個(gè)載波43、45在每個(gè)后續(xù)的波形周期P中移位幅度電平L 一個(gè)增加的電平。從而，如在圖6中所示，載波CRl+(圖3中的43-U1)在第一示出的波形循環(huán)Pl中位于幅度電平LI+，而之后分別在后續(xù)載波循環(huán)周期P2、P3、P4、P5和P6中由控制器移位到位置1^6+、1^5+、1^4+、1^3+、1^2+，之后重復(fù)模式。然而，與圖5A至圖5F的POD示例不同，圖6中的IK)模式保持第一和第二載波CR1+&CR1-(43_U1和45-U1)之間的恒定距離，CRl-在周期Pl中位于電平L6-處，之后分別在后續(xù)的載波循環(huán)周期P2、P3、P4、P5和P6中在子范圍SR2內(nèi)斜變到位置L1-、L2-、L3-、L4-、L5-。以這種方式，載波CRl+和CRl-彼此同相，因此該示例是IPD模式。
[0058]在圖7的曲線300中示出了另一 IB)示例，此時(shí)通過在具有暫停的每個(gè)周期P中連續(xù)移位載波波形43和45提供三角模式。再次關(guān)于第一載波波形對CRl+和CRl-示出了該示例，并且類似的模式應(yīng)用于其它載波對(未示出)，在每個(gè)載波波形周期P中由一個(gè)載波占據(jù)每個(gè)幅度電平L。如圖7中所示，在第一和第二示出的載波循環(huán)Pl和P2期間，第一載波CRl+位于電平LL6+，而第二載波CRl-處于電平L1-處。從這里，CRl+隨后在P3移位至位置L5+，在P4移位至位置L4+、在P5移位至位置L3+、在P6移位至位置L2+，并且對于載波周期P7和P8保持在電平LI+。之后，圖7中的三角模式將CRl+在周期P9向上移位至電平L2+，在周期PlO向上移位至電平L3+，在周期PlI向上移位至電平L4+，在周期P12向上移位至電平L5+，然后對于兩個(gè)周期P13和P14保持在頂部電平LI+。如圖7中所示，在后續(xù)的周期P (例如，Pl至P7)將每個(gè)載波下移一個(gè)電平L，然后每個(gè)周期P (P8至P13)反向上移一個(gè)電平L。從而，圖7中的電平移位模式50是三角形。此外,該模式50也在每個(gè)逆變器級42的第一和第二載波CR1+&CR1-之間保持恒定距離，從而是同相布置(IB))電平移位模式。
[0059]應(yīng)當(dāng)指出，在圖7的曲線300中，當(dāng)重復(fù)模式時(shí)，對于兩個(gè)連續(xù)的周期(P1&P2;P7&P8 ；P13&P14 ;等)載波CRl+和CRl-保持在結(jié)束電平L6+、L1+、L1-和L6-處，并且在這樣的暫停周期(圖中的虛線所圈住的部分)，相應(yīng)地移動(dòng)該集合的其它載波中的至少兩個(gè)，使得在每個(gè)周期P期間由載波波形43、45中的一個(gè)占據(jù)所有電平L。在其它三角模式實(shí)施方式中，載波對CRl+和CRl-可以對于多于一個(gè)波形周期P保持在一個(gè)或更多個(gè)不同的電平L處。此外，對于載波43、45中的任一個(gè)不進(jìn)行暫停的另外的其它實(shí)施方式也是可以的。
[0060]現(xiàn)在參照圖8至圖10，圖8示出了曲線400，曲線400示出了三角POD電平移位模式實(shí)施方式50 (如在上面的圖7的示例中在圈住部分處暫停)。在這種情況下，類似于圖7的示例，第一和第二載波CRl+和CRl-均以一個(gè)幅度電平L的增加上移(斜升)然后下移(斜降)，在結(jié)束電平處暫停。然而，在該示例中每個(gè)載波對43、45中的載波相互是反相(phase-opposite)或反相(phase-opposit1n)布置關(guān)系(P0D)。圖 9 中的曲線 410 示出了根據(jù)圖8的三角POD電平移位模式隨時(shí)間移位載波波形對連同圖1至圖3的CHB逆變器40的操作中的相應(yīng)的電壓參考信號或值47。圖10中的曲線420示出了使用圖8和圖9的一對電平移位的載波波形43、45所生成的相應(yīng)的H橋逆變器級42的開關(guān)裝置SI和S3的示例性開關(guān)控制信號49。
[0061 ] 具體地，與生成多電平級聯(lián)H橋逆變器的開關(guān)控制信號中的相移PWM技術(shù)相比，比較仿真結(jié)果表示具有旋轉(zhuǎn)的電平移位模式50的上面的電平移位PWM技術(shù)提供了若干益處。對于上面示出的十三電平系統(tǒng)10，例如，與相移PWM相比，使用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的輸出電壓THD。對于100%輸出負(fù)載處的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器10，相移PWM技術(shù)在1.0pu的速度下產(chǎn)生8%的THD，然而不具有旋轉(zhuǎn)的模式的LS PWM產(chǎn)生5%的THD。在較低的速度下，0.2pu處的仿真結(jié)果示出了相移PWM的28%的THD而不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM的20%的THD。
[0062]另外，與不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM相比，所公開的技術(shù)也提供蓄電池之間的顯著改進(jìn)的電壓平衡。具有調(diào)制指數(shù)I的上述十三電平實(shí)施方式的仿真結(jié)果示出了:與使用不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM相比，當(dāng)使用三角POD實(shí)施方式(例如，上面圖8至圖10)時(shí)，最高和最低逆變器級(例如，上面圖1和圖3的42-U1和42-U6)的直流鏈路電壓中的顯著下降。
[0063]從而，上述實(shí)施方式便于所有逆變器級42的裝置的相同開關(guān)頻率，然而，不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM產(chǎn)生不同的裝置開關(guān)頻率。另外，實(shí)施方式便于級42之間的均勻的電力分布，這是不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位的明顯的缺點(diǎn)，并且使用關(guān)于相移PWM的所公開的概念且與不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM相比，改進(jìn)了額定速度處的整流器輸入電流THD，并且比額定速率的20%處的不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM較好。此外，仿真結(jié)果示出了:使用本公開內(nèi)容的概念，整流器輸入電流低階諧波具有很低的幅度，然而，不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM產(chǎn)生較高的第五和第七階諧波。另外，這些技術(shù)在額定速率處提供良好的輸出線電壓THD，以及在額定速度的20%處與不具有旋轉(zhuǎn)的電平移位PWM對稱的性能(均好于相移PWM技術(shù))。
[0064]現(xiàn)參照圖1lA至圖13F，在其它實(shí)施方式中，電平移位可以在時(shí)間上擴(kuò)展，其中，整數(shù)M大于I，和/或控制器48可以實(shí)現(xiàn)電平移位模式50，通過該電平移位模式50每M個(gè)波形周期P各個(gè)載波波形信號或值43和45的幅度電平L可以移位至少兩個(gè)幅度電流L。圖1lA至圖1lF示出了曲線600、610、620、630、640和650，這些曲線示出了六對載波波形43、45的另一示例性鋸齒POD電平移位模式。在該實(shí)施方式中，每個(gè)載波43、45每載波周期P移位兩個(gè)幅度電平。圖12A至圖12F提供了曲線700、710、720、730、740和750，這些曲線示出了每個(gè)載波43、45每兩個(gè)載波周期P移動(dòng)單個(gè)幅度電平L的另一示例性鋸齒POD電平移位模式50。圖13A至圖13F中的曲線800、810、820、830、840和850示出了鋸齒POD電平移位模式50每兩個(gè)載波周期P移動(dòng)每個(gè)載波43、45兩個(gè)幅度電平L的這兩個(gè)方面的組合。
[0065]現(xiàn)在參照圖14至圖25F，圖14示出了其中逆變器級42經(jīng)由控制器48設(shè)置有具有調(diào)制控制信號49的單元的替選H橋逆變器級實(shí)現(xiàn)，其使用控制器48中的一對互補(bǔ)的(相反的)參考和單個(gè)載波實(shí)現(xiàn)具有電平移位模式的互補(bǔ)的或相反的參考正弦三角調(diào)制方法。
[0066]圖14示出了具有用于向給定逆變器級42提供開關(guān)控制信號49的比較邏輯或電路系統(tǒng)44、46的控制器48的另一實(shí)現(xiàn),在這種情況下,分別使用一對第一和第二互補(bǔ)的或相反的參考47a和47b來實(shí)現(xiàn)單個(gè)載波43的互補(bǔ)的或相反的參考調(diào)制。可以將相關(guān)聯(lián)的級42的載波43生成為電壓信號波形和/或可以是使用控制器48中的處理器數(shù)字地生成的數(shù)字波形值，并且限定了具有波形周期P的周期載波波形，在一些實(shí)施方式中，波形集合的波形周期基本上相等。至于圖2至圖13F的上述互補(bǔ)的載波配置，在圖14至圖25F的實(shí)施方式中每個(gè)級的單個(gè)載波波形43在整個(gè)集合中優(yōu)選地具有相同的形狀，盡管這不是所有實(shí)施方式的嚴(yán)格要求。另外，可以使用任何適當(dāng)波形形狀如下文中將進(jìn)一步示出和描述的三角波形43或其它形狀如鋸齒波形、正弦波形等(未示出)。在該實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)正參考47a大于載波43時(shí)，比較器44接通開關(guān)SI，然后通過逆變器44a關(guān)斷逆變器級42的開關(guān)S2，并且當(dāng)參考47a低于載波43時(shí)，比較器44接通SI而關(guān)斷S2。當(dāng)逆參考47b高于載波43時(shí)，接通開關(guān)S3而通過逆變器46a關(guān)斷S4。在圖14的每個(gè)表格中，當(dāng)S2和S3接通時(shí)，逆變器級輸出端試圖降低施加到相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的電壓，而當(dāng)SI和S4接通時(shí)，增加施加到相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的電壓。在該實(shí)施方式中，如圖15所示，控制器48實(shí)現(xiàn)與串聯(lián)連接的逆變器級42中的每個(gè)對應(yīng)的相似的比較方案，以使電動(dòng)機(jī)相U、V和W中的每個(gè)的相應(yīng)的輸出電壓跟蹤它們的相應(yīng)的參考信號或值47。
[0067]如圖16和圖17A至圖17F中所示，控制器48根據(jù)示例性處理90 (圖16)生成逆變器40的逆變器級42的開關(guān)控制信號49，其中根據(jù)移位模式50每整數(shù)M個(gè)波形周期P移位載波波形43中的至少兩個(gè)的幅度電平L，其中模式50可選地包括在重復(fù)的總模式中的移位開始之前一個(gè)或更多個(gè)載波周期的暫停周期，在本文中被稱作為每M個(gè)波形周期移位幅度電平(例如，下面的圖19和圖20)。在圖16中在91處開始每個(gè)新的載波周期P，其中，在92處生成N個(gè)(例如，在示出的示例中6個(gè))載波波形(信號或值或其組合)的集合，包括每個(gè)逆變器42的單個(gè)載波波形43，每個(gè)載波波形組在每個(gè)載波波形周期P中處于不同的幅度電平L。
[0068]在圖17A至圖17F中的6個(gè)載波波形的曲線900、910、920、930、940和950中示出了鋸齒電平移位模式的示例，包括被提供至比較器44-U1&46-U1用于創(chuàng)建操作圖15的十三電平CHB逆變器的電動(dòng)機(jī)相U的第一級聯(lián)逆變器級42-U1的開關(guān)控制信號49-U1的CRl (圖17A;圖15中的43-U1)。類似地，圖17B至圖17F示出了用于生成操作逆變器級42-U1至42-U6的開關(guān)控制信號49-U6的載波波形集合中的其余載波波形包括CR2至CR6，其中每個(gè)載波處于不同的幅度電平L處。載波組43的幅度電平每個(gè)在參考47a和47b的預(yù)期幅度范圍AR內(nèi)，電平LI至L6是非交疊的，并且優(yōu)選地覆蓋范圍AR內(nèi)的每個(gè)可能的幅度電平，以確保在每個(gè)載波周期P期間在每個(gè)電平L中提供載波43，盡管不嚴(yán)格要求本公開內(nèi)容的所有實(shí)施方式。
[0069]在圖16中的93處，控制器48使用對于每個(gè)逆變器級42生成的載波43提供開關(guān)控制信號49，其中給定逆變器級42的信號49基于例如如上所述使用實(shí)現(xiàn)圖14和圖15中所示的比較器44、46的功能的硬件和/或處理器執(zhí)行的固件/軟件進(jìn)行的、相應(yīng)的載波波形信號或值43與相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相的第一和第二參考信號或值47a和47b之間的比較。在圖16中的94處確定對于下一個(gè)載波周期是否進(jìn)行移位(例如，自從最后一個(gè)電平移位出現(xiàn)了整數(shù)M個(gè)載波周期，其中，M大于O)。如果確定對于下一個(gè)載波周期不進(jìn)行移位(94處否)，則控制器在上述92和93處對于下一個(gè)載波循環(huán)或周期生成載波波形和開關(guān)控制信號。否則(94處是)，控制器48根據(jù)重復(fù)的電平移位模式50在95處對下一個(gè)載波波形周期P的載波波形信號或值43的至少兩個(gè)的幅度電平L進(jìn)行移位。在給定選擇模式50下在一個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)處使用暫停的其它實(shí)施方式是可以的(例如，參見下面的圖19和圖20)。
[0070]圖18示出了曲線1000，該曲線1000示出了一個(gè)示例性載波波形CRl的示例性鋸齒電平移位模式，并且在該實(shí)現(xiàn)中對于其它載波波形(未示出)提供類似移位的幅度電平波形模式，幅度電平相互偏移使得在載波波形43的每個(gè)周期P中占據(jù)每個(gè)幅度電平L。在這種情況下，在每個(gè)后續(xù)的波形周期P中對于每個(gè)載波43以一個(gè)增加的電平移位幅度電平L，CRl在第一周期Pl中位于幅度電平LI處，之后分別在連續(xù)的周期P2、P3、P4、P5和P6中由控制器48移位至位置L6、L5、L4、L3和L2，之后重復(fù)模式。
[0071]圖19示出了曲線1100中的另一示例，該示例提供了具有暫停的通過在每個(gè)周期P中連續(xù)移位載波波形43的三角模式。在這種情況下，在第一和第二示出的載波周期Pl和P2期間，CRl處于電平L6。從那里，CRl隨后被移位至P3處的位置L5、P4處的L4、P5處的L3、P6處的L2，并且對于載波周期P7和P8保持電平LI。之后，圖19中的三角模式將CRl上移至周期P9處的電平L2，PlO處的L3，Pll處的L4，P12處的L5，然后對于兩個(gè)周期P13和P14保持在頂部電平L6處。如在該示例中可以看到的，載波在連續(xù)周期P(例如，P2至P7)中下移一個(gè)電平L，然后，每個(gè)周期P(P8至P13)反向相移一個(gè)電平L。從而，圖19中的電平移位模式50是三角形。當(dāng)重復(fù)模式時(shí)，CRl對于兩個(gè)連續(xù)的周期(P1&P2 ；P7&P8 ；P13&P14;等)保持在結(jié)束電平L6和LI處，并且在這樣的暫停周期(圖中的虛線所圈住的部分)，相應(yīng)地移動(dòng)該集合的其它載波中的至少兩個(gè)，使得在每個(gè)周期P期間由載波波形43中的一個(gè)占據(jù)所有電平L。在其它三角模式實(shí)施方式中，載波對CR可以對于多于一個(gè)波形周期P保持在一個(gè)或更多個(gè)不同的電平L處。此外，對于載波43中的任一個(gè)不進(jìn)行暫停的另外的其它實(shí)施方式也是可以的。
[0072]圖20中的曲線1200示出了在圓圈部分處暫停的三角電平移位模式實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中載波CRl以一個(gè)幅度電平L的增加上移(斜升)然后下移(斜降)，在結(jié)束電平處暫停。圖21在的曲線1210示出了根據(jù)圖20的三角模式50隨時(shí)間移位的載波CRl連同操作中的相應(yīng)的電壓參考信號或值47a和47b。圖22中的曲線1220示出了使用圖20和圖21的電平移位載波43生成的相應(yīng)的H-橋逆變器級42的開關(guān)裝置SI和S3的示例性開關(guān)控制信號49。對于上面的圖2至圖13F中的雙載波示例，具有旋轉(zhuǎn)的電平移位模式50的互補(bǔ)或相反的參考示例提供了關(guān)于相移PWM技術(shù)的若干益處，例如，給定級中的蓄電池中的改進(jìn)的電壓平衡和改進(jìn)的輸出電壓THD。
[0073]圖23A至圖25F還示出了其中電平移位可以在時(shí)間上擴(kuò)展的非限制性實(shí)施方式，其中，整數(shù)M大于I，和/或控制器48可以實(shí)現(xiàn)電平移位模式50，通過電平移位模式50可以每M個(gè)波形周期P移位各個(gè)載波波形信號或值43至少兩個(gè)幅度電平L。圖23A至23F示出了示出六個(gè)載波波形43的另外的示例性鋸齒電平移位模式的曲線1300、1310、1320、1330、1340和1350，其中每個(gè)載波43每載波周期P移位兩個(gè)幅度電平。圖24A至圖24F提供了示出另一示例性鋸齒電平移位模式50的曲線1400、1410、1420、1430、1440和1450，在這些曲線中每個(gè)載波43每兩個(gè)載波周期P移位單個(gè)幅度電平L。另外，圖25A至25F中的曲線1500、1510、1520、1530、1540和1550示出了這兩個(gè)方面的組合，在這些曲線中鋸齒電平移位模式50每兩個(gè)載波周期P移位每個(gè)載波43兩個(gè)幅度電平L。
[0074]上面的示例僅是本公開內(nèi)容的各個(gè)方面的一些可能的實(shí)施方式的說明，其中，對于本領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人而言，當(dāng)閱讀和理解本說明書和附圖時(shí)，可以產(chǎn)生等同的替換和/或修改。尤其關(guān)于由上述部件(組件、裝置、系統(tǒng)、電流等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這樣的部件的術(shù)語(包括提及“表示”)意在對應(yīng)于執(zhí)行所描述的部件的指定功能(即，功能等同)的任何部件例如硬件、處理器執(zhí)行的軟件或其組合，除非另外指出，即使結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本公開內(nèi)容的示出的實(shí)現(xiàn)中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)。另外，盡管關(guān)于一些實(shí)現(xiàn)中的僅一個(gè)實(shí)現(xiàn)公開了本公開內(nèi)容的特定特征，但是這樣的特征可以如所期望的與其它實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或更多個(gè)其它特征和任何給定的或特定應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)組合。此外，在某種程度上，術(shù)語“包括(including) ”、“包括(includes) ”、“具有(having) ”、“具有(has) ”、“具有(with)，，或其變型用于詳細(xì)的描述和/或權(quán)利要求中，這樣的術(shù)語意在以與術(shù)語“包括(comprising) ”相同的方式是包括性的。
[0075]另外，本發(fā)明還提供以下技術(shù)方案:
[0076](I) 一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括:
[0077]多電平逆變器，包括整數(shù)N個(gè)逆變器級，N大于3，所述逆變器級各自包括輸出端和開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括耦接在相應(yīng)的直流電壓源與所述輸出端之間的多個(gè)開關(guān)裝置，所述開關(guān)電路操作地用于根據(jù)多個(gè)開關(guān)控制信號在所述輸出端處提供具有至少兩個(gè)離散電平中的一個(gè)電平的幅度的輸出電壓，所述逆變器級的所述輸出端串聯(lián)耦接；以及
[0078]控制器，操作地用于:針對每個(gè)逆變器級生成包括單個(gè)載波波形信號或值的N個(gè)載波波形信號或值的集合，所述載波波形信號或值各自限定具有波形周期的周期性載波波形，所述載波波形信號或值的集合的波形周期基本上相等；
[0079]所述控制器操作地用于:設(shè)置每個(gè)載波波形信號或值處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值的預(yù)期幅度范圍內(nèi)的多個(gè)非交疊幅度電平中的不同的幅度電平;
[0080]所述控制器操作地用于:向所述多電平逆變器提供所述開關(guān)控制信號，其中，基于給定逆變器級的所述載波波形信號或值與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值的比較，所述開關(guān)控制信號被提供至所述給定逆變器級；并且
[0081]所述控制器操作地用于:每整數(shù)M個(gè)波形周期移位所述載波波形信號或值中的至少兩個(gè)的幅度電平，M大于O。
[0082](2)根據(jù)⑴所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述載波波形信號或值各自限定每波形周期重復(fù)的周期性三角載波波形。
[0083](3)根據(jù)⑴所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)電平移位模式每M個(gè)波形周期移位所有載波波形信號或值的幅度電平。
[0084](4)根據(jù)(3)所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，M大于I。
[0085](5)根據(jù)(3)所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0086](6)根據(jù)⑴所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其中，M大于I。
[0087](7)根據(jù)(6)所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0088](8)根據(jù)⑴所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0089](9)根據(jù)⑴所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述逆變器級是H橋級，所述H橋級各自包括耦接在相應(yīng)的直流電壓源與相應(yīng)的輸出端之間的4個(gè)開關(guān)裝置，所述逆變器級各自操作地用于根據(jù)來自所述控制器的相應(yīng)的開關(guān)控制信號在所述輸出端處提供具有至少兩個(gè)離散的電平中的一個(gè)電平的幅度的輸出電壓。
[0090](10) 一種用于生成多電平逆變器的整數(shù)N個(gè)逆變器級的開關(guān)控制信號的方法，N大于3,所述方法包括:
[0091]針對每個(gè)逆變器級生成包括單個(gè)載波波形信號或值的N個(gè)載波波形信號或值的集合，所述載波波形信號或值各自限定具有波形周期的周期性載波波形，所述載波波形信號或值的集合的波形周期基本上相等，以及每個(gè)載波波形信號或值處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值的預(yù)期幅度范圍內(nèi)的多個(gè)非交疊的幅度電平中的不同的幅度電平；
[0092]向所述多電平逆變器提供開關(guān)控制信號，其中，基于給定逆變器級的所述載波波形信號或值與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值的比較，所述開關(guān)控制信號被提供至所述給定逆變器級；以及
[0093]每整數(shù)M個(gè)波形周期移位所述載波波形信號或值中的至少兩個(gè)的幅度電平，M大于O。
[0094](11)根據(jù)(10)所述的方法，包括:根據(jù)電平移位模式每M個(gè)波形周期移位所有載波波形信號或值的幅度電平。
[0095](12)根據(jù)(11)所述的方法，其中，M大于I。
[0096](13)根據(jù)(12)所述的方法，包括:根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0097](14)根據(jù)(11)所述的方法，包括:根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0098](15)根據(jù)(10)所述的方法，其中，M大于I。
[0099](16)根據(jù)(15)所述的方法，包括:根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0100](17)根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括:根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平。
[0101](18) 一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于生成多電平逆變器的整數(shù)N個(gè)逆變器級的開關(guān)控制信號，N大于3，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于執(zhí)行以下的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令:
[0102]針對每個(gè)逆變器級生成包括單個(gè)載波波形信號或值的N個(gè)載波波形信號或值的集合，所述載波波形信號或值各自限定具有波形周期的周期性載波波形，所述載波波形信號或值的集合的波形周期基本上相等，以及每個(gè)載波波形信號或值處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值的預(yù)期幅度范圍內(nèi)的多個(gè)非交疊的幅度電平中的不同的幅度電平；
[0103]向所述多電平逆變器提供開關(guān)控制信號，其中，基于給定逆變器級的所述載波波形信號或值與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值的比較，所述開關(guān)控制信號被提供至所述給定逆變器級；以及
[0104]根據(jù)重復(fù)的電平移位模式，每整數(shù)M個(gè)波形周期移位所述載波波形信號或值中的至少兩個(gè)的幅度電平，M大于O。
[0105](19)根據(jù)(18)所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，M大于I。
[0106](20)根據(jù)(18)所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于根據(jù)所述電平移位模式每M個(gè)波形周期移位各個(gè)載波波形信號或值的幅度電平至少兩個(gè)幅度電平的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
【權(quán)利要求】
1.一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2),包括: 多電平逆變器(40)，包括整數(shù)N個(gè)逆變器級(42-1，42-2，42-3，42-4，42-5，42-6)，N大于3，逆變器級(42)各自包括輸出端(41)和開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括耦接在相應(yīng)的直流電壓源與所述輸出端(41)之間的多個(gè)開關(guān)裝置(SI至S4)，所述開關(guān)電路(SI至S4)操作地用于根據(jù)多個(gè)開關(guān)控制信號(49)在所述輸出端(41)處提供具有至少兩個(gè)離散電平中的一個(gè)電平的幅度的輸出電壓(Vott)，所述逆變器級(42)的所述輸出端(41)串聯(lián)耦接；以及 控制器(48)，操作地用于:針對每個(gè)逆變器級(42)生成包括單個(gè)載波波形信號或值(43)的N個(gè)載波波形信號或值(43)的集合，所述載波波形信號或值(43)各自限定具有波形周期(P)的周期性載波波形，所述載波波形信號或值(43)的集合的波形周期基本上相等; 所述控制器(48)操作地用于:設(shè)置每個(gè)載波波形信號或值(43)處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值(47a，47b)的預(yù)期幅度范圍(AR)內(nèi)的多個(gè)非交疊幅度電平(L6，L5，L4，L3，L2，LI)中的不同的幅度電平； 所述控制器操(48)操作地用于:向所述多電平逆變器(40)提供所述開關(guān)控制信號(49)，其中，基于給定逆變器級(42)的所述載波波形信號或值(43)與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值(47a，47b)的比較，所述開關(guān)控制信號(49)被提供至所述給定逆變器級(42);并且 所述控制器操(48)操作地用于:根據(jù)重復(fù)的反相布置或同相布置電平移位模式(50)每整數(shù)M個(gè)波形周期(P)移位所述載波波形信號或值(43)中的至少兩個(gè)的幅度電平(L)，M大于O。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述載波波形信號或值(43)各自限定每波形周期(P)重復(fù)的周期性三角載波波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述控制器(48)操作地用于根據(jù)電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位所有載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，M大于I。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(U。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2),其中，M大于I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(U。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述控制器操作地用于根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(U。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，其中，所述逆變器級(42)是H橋級，所述H橋級(42)各自包括耦接在相應(yīng)的直流電壓源與相應(yīng)的輸出端(41)之間的4個(gè)開關(guān)裝置(SI至S4)，所述逆變器級(42)各自操作地用于根據(jù)來自所述控制器(48)的相應(yīng)的開關(guān)控制信號(49)在所述輸出端(41)處提供具有至少兩個(gè)離散的電平中的一個(gè)電平的幅度的輸出電壓(Vqut)。
10.一種用于生成多電平逆變器(40)的整數(shù)N個(gè)逆變器級(42-1，42-2，42-3，42-4，42-5，42-6)的開關(guān)控制信號的方法(70)，N大于3，所述方法(70)包括: 針對每個(gè)逆變器級(42)生成(74)包括單個(gè)載波波形信號或值(43)的N個(gè)載波波形信號或值(43)的集合，所述載波波形信號或值(43)各自限定具有波形周期(P)的周期性載波波形，所述載波波形信號或值(43)的集合的波形周期基本上相等，以及每個(gè)載波波形信號或值(43)處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值(47a，47b)的預(yù)期幅度范圍(AR)內(nèi)的多個(gè)非交疊的幅度電平(L6，L5，L4，L3，L2，LI)中的不同的幅度電平； 向所述多電平逆變器(40)提供(76)開關(guān)控制信號(49)，其中，基于給定逆變器級(42)的所述載波波形信號或值(43)與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值(47a，47b)的比較，所述開關(guān)控制信號(49)被提供至所述給定逆變器級(42);以及 根據(jù)重復(fù)的反相布置或同相布置電平移位模式(50)每整數(shù)M個(gè)波形周期(P)移位(80)所述載波波形信號或值(43)中的至少兩個(gè)的幅度電平(L)，M大于O。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法(70)，包括:根據(jù)電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位所有載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(70)，其中，M大于I。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法(70)，包括:根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(L)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(70)，包括:根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(L)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法(70)，其中，M大于I。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法(70)，包括:根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(L)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法(70)，包括:根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(L)。
18.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于生成多電平逆變器(40)的整數(shù)N個(gè)逆變器級(42-1，42-2，42-3，42-4，42-5，42-6)的開關(guān)控制信號，N大于3，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于執(zhí)行以下的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令: 針對每個(gè)逆變器級(42)生成(74)包括單個(gè)載波波形信號或值(43)的N個(gè)載波波形信號或值(43)的集合，所述載波波形信號或值(43)各自限定具有波形周期(P)的周期性載波波形，所述載波波形信號或值(43)的集合的波形周期基本上相等，以及每個(gè)載波波形信號或值(43)處于第一互補(bǔ)參考信號或值和第二互補(bǔ)參考信號或值(47a，47b)的預(yù)期幅度范圍(AR)內(nèi)的多個(gè)非交疊的幅度電平(L6，L5，L4，L3，L2，LI)中的不同的幅度電平； 向所述多電平逆變器(40)提供(76)開關(guān)控制信號(49)，其中，基于給定逆變器級(42)的所述載波波形信號或值(43)與所述第一參考信號或值和第二參考信號或值(47a，47b)的比較，所述開關(guān)控制信號(49)被提供至所述給定逆變器級(42);以及 根據(jù)重復(fù)的電平移位模式(50)每整數(shù)M個(gè)波形周期(P)移位(80)所述載波波形信號或值(43)中的至少兩個(gè)的幅度電平(L)，M大于O。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，M大于I。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于根據(jù)所述電平移位模式(50)每M個(gè)波形周期(P)移位各個(gè)載波波形信號或值(43)的幅度電平(L)至少兩個(gè)幅度電平(L)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
【文檔編號】H02M7/5395GK104518702SQ201410524938
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月7日
【發(fā)明者】托馬斯·諾德哈爾, 劉晶波, 程仲元, 納維德·扎爾加里 申請人:洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司