Patent DE-112015005814-B4 (DE)
Title: Leistungsumwandlungsvorrichtung
Inventor: TADA KEIKO
IPC: H02M7/48
Filed: 2015-12-18
Granted: 2024-01-11
Abstract: Leistungsumwandlungsvorrichtung (2), die Folgendes aufweist:- einen Wechselrichter (4), der eine Schalteinrichtung (6) enthält, Gleichspannung von einer Gleichspannungsquelle (1a-1c) erhält, die Gleichspannung in Wechselspannung mit variabler Spannung und variabler Frequenz konvertiert und die Wechselspannung an eine Last (3) ausgibt; und- eine Steuereinheit (10) zur PWM-Steuerung zur EIN/AUS-Ansteuerung der Schalteinrichtung (6), basierend auf einem Ausgangsspannungs-Befehlswert (Vp) und einem Ausgangsfrequenz-Befehlswert (Fc), wobei die Steuereinheit (10) Folgendes aufweist:- einen Modulationsraten-Rechner (11) zur Berechnung einer Modulationsrate (m) für den Wechselrichter (4), basierend auf der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle (1a-1c) und dem Ausgangsspannungs-Befehlswert (Vp);- eine Impulsanzahl-Bestimmungseinheit (13) zur Bestimmung einer Impulsanzahl (Pnum) pro halber Periode einer Grundwelle in der PWM-Steuerung, basierend auf dem Ausgangsfrequenz-Befehlswert (Fc);- eine Schaltmuster-Bestimmungseinheit (12, 12A-12C) zur Vorab-Ermittlung, durch Berechnung, eines Schaltmusters, das Schaltphasen spezifiziert, die jeweils eine Zeitvorgabe für die EIN/AUS-Ansteuerung der Schalteinrichtung (6) sind, in Übereinstimmung mit der Modulationsrate (m) und der Impulsanzahl (Pnum), und die das Schaltmuster für jede Modulationsrate (m) und für jede Impulsanzahl (Pnum) speichert; und- eine Gatesignal-Erzeugungseinheit (16, 16A, 16B) zum Auslesen des Schaltmusters aus der Schaltmuster-Bestimmungseinheit (12, 12A-12C), das der Modulationsrate (m) aus dem Modulationsraten-Rechner (11) und der Impulsanzahl (Pnum) aus der Impulsanzahl-Bestimmungseinheit (13) entspricht, und zum Erzeugen eines Gate-Signals (17) für die EIN/AUS-Ansteuerung der Schalteinrichtung (6) basierend auf dem Schaltmuster, und- wobei die Schaltmuster-Bestimmungseinheit (12, 12A-12C) Folgendes aufweist:- eine Modulationsraten-Erhaltungseinheit (121, 121A, 121B) zur Erzeugung einer ersten Funktion (f), die eine Funktion zur Erhaltung der Modulationsrate (m) ist und die eine Grundwellenkomponente einer Ausgangs-Wellenform des Wechselrichters (4) mit der Modulationsrate (m) assoziiert und die Schaltphasen als Variablen aufweist;- eine Oberwellen-Reduzierungseinheit (122, 122A, 122B) zur Erzeugung einer zweiten Funktion (Y), die eine Funktion zur Reduzierung einer Oberwellenkomponente in der Ausgangs-Wellenform des Wechselrichters (4) ist und die eine Summe von Oberwellenkomponenten jeweiliger Ordnungen ist, die durch Oberwellenkomponenten jeweiliger Ordnungen in der Ausgangs-Wellenform des Wechselrichters (4) bestimmt sind, und die die Schaltphasen als Variablen aufweist;- eine Funktionskombiniereinheit (123) zur Festlegung einer dritten Funktion (X), die aus der ersten Funktion (f), der zweiten Funktion (Y) und einer oder mehreren zusätzlichen Variablen (α) gebildet ist, und die die Schaltphasen und die zusätzlichen Variablen als Variablen aufweist;- eine Schaltphasen-Berechnungseinheit (124) zur Berechnung der Schaltphasen, die die Modulationsrate (m) erhält und die Summe der Oberwellen-komponenten jeweiliger Ordnungen reduziert, indem die dritte Funktion (X) bezüglich der Schaltphasen und der zusätzlichen Variablen (α) minimiert wird; und- eine Schaltmuster-Speichereinheit (125) zur Speicherung des Schaltmusters, das durch die berechneten Schaltphasen spezifiziert wird, für jede Modulationsrate (m) und für jede Impulsanzahl (Pnum).