[發明專利]一種用于矩陣變換器的控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 200710168370.6
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101174798A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 林樺;何必;王興偉;佘宏武;熊松
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H02M5/297
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

1.一種用于矩陣變換器的控制方法，其步驟包括：

①按照下述方式將每個輸入相電壓周期劃分為6個主區間和6個過渡區間，確定在每個調制周期中輸入相電壓的區間；

根據輸入三相電壓u_a，u_b，u_c的相對大小關系，將每個輸入相電壓周期劃分為下述6個主區間和6個過渡區間，其中過渡區間的寬度用時間表示：

主區間I：u_a＞u_c＞u_b，U_P＝u_a，U_M＝u_c，U_N＝u_b；

主區間II：u_a＞u_b＞u_c，U_P＝u_a，U_M＝u_b，U_N＝u_c；

主區間III：u_b＞u_a＞u_c，U_P＝u_b，U_M＝u_a，U_N＝u_c；

主區間IV：u_b＞u_c＞u_a，U_P＝u_b，U_M＝u_c，U_N＝u_a；

主區間V：u_c＞u_b＞u_a，U_P＝u_c，U_M＝u_b，U_N＝u_a；

主區間VI：u_c＞u_a＞u_b，U_P＝u_c，U_M＝u_a，U_N＝u_b；

I-II過渡區間：U_P＝u_a，U_M＝u_c，U_N＝u_b；

II-III過渡區間：U_P＝u_a，U_M＝u_b，U_N＝u_c；

III-IV過渡區間：U_P＝u_b，U_M＝u_a，U_N＝u_c；

IV-V過渡區間：U_P＝u_b，U_M＝u_c，U_N＝u_a；

V-VI過渡區間：U_P＝u_c，U_M＝u_b，U_N＝u_a；

VI-I過渡區間：U_P＝u_c，U_M＝u_a，U_N＝u_b；

在II-III，IV-V和VI-I三個過渡區間中，U_P與U_M接近，記為U_P≈U_M過渡區間，在其它三個過渡區間中，U_M與U_N接近，記為U_M≈U_N過渡區間；

②根據空間矢量調制原理，確定每個調制周期內四種雙向功率開關狀態組合以及對應的時間常數T_αm，T_αn，T_βn，T_βm；

③判斷輸入相電壓是否位于上述主區間，如果輸入相電壓位于主區間，進入步驟④，否則轉入步驟⑥；

④根據減小開關損耗和共模電壓的原則，在每個調制周期中選取零矢量以及安排雙向功率開關狀態組合次序；或者，

根據使輸出相換流次序統一、避免出現電壓值接近的兩輸入相之間換流的原則，在每個調制周期中選擇零矢量并調整其次序，得到過渡區間雙向功率開關狀態組合次序；

⑤采用現有的電壓型兩步換流策略控制雙向功率開關，之后轉入步驟⑩；

⑥根據使輸出相換流次序統一、避免出現電壓值接近的兩輸入相之間換流的原則，在每個調制周期中選擇零矢量并調整其次序，得到過渡區間雙向功率開關狀態組合次序；

⑦判斷該過渡區間是否為U_P≈U_M過渡區間，如果是U_P≈U_M過渡區間，進入步驟⑧，否則是U_M≈U_N過渡區間，轉入步驟⑨；

⑧按照下述的過渡區間電壓型兩步換流策略控制雙向功率開關，之后轉入步驟⑩；

P狀態時，P相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通，M相的2只半導體開關全關斷，N相的順管作為輔助換流而開通；

M狀態時，P相的2只半導體開關全關斷，M相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通，N相的順管作為輔助換流而開通；

N狀態時，P相和M相的逆管作為輔助換流而開通，N相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通，與主區間N狀態相同；

MN狀態時，P相的2只半導體開關全關斷，M相的逆管和N相的順管作為輔助換流而開通；

NP狀態時，M相的2只半導體開關全關斷，P相的逆管和N相的順管作為輔助換流而開通，與主區間NP狀態相同；

電壓接近的P相與M相之間的換流過程不能通過一個暫態兩步完成，故PM狀態不存在；

P相到N相換流時，先關斷P相的順管進入NP狀態，然后同時開通M相和N相的逆管進入N狀態；

N相到P相換流時，先同時關斷M相和N相的逆管進入NP狀態，然后開通P相的順管進入P狀態；

M相到N相換流時，先關斷M相的順管進入MN狀態，然后同時開通P相和N相的逆管進入N狀態；

N相到M相換流時，先同時關斷P相和N相的逆管進入MN狀態，然后開通M相的順管進入M狀態；

⑨按照下述過渡區間電壓型兩步換流策略控制雙向功率開關：

P狀態時，P相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通，M相和N相的順管作為輔助換流而開通，與主區間P狀態相同；

M狀態時，P相的逆管作為輔助換流而開通，M相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通，N相的2只半導體開關全關斷；

N狀態時，P相的逆管作為輔助換流而開通，M相的2只半導體開關全關斷，N相的2只半導體開關作為電流通道雙向開通；

PM狀態時，P相的逆管和M相的順管作為輔助換流而開通，N相的2只半導體開關全關斷；

NP狀態時，M相的2只半導體開關全關斷，P相的逆管和N相的順管作為輔助換流而開通，與主區間NP狀態相同；

電壓接近的M相與N相之間的換流過程不能通過一個暫態兩步完成，故MN狀態在不存；

P相到M相換流時，先同時關斷P相和N相的順管進入PM狀態，然后開通M相的逆管進入M狀態；

M相到P相換流時，先關斷M相的逆管進入PM狀態，然后同時開通P相和N相的順管進入P狀態；

P相到N相換流時，先同時關斷P相和M相的順管進入NP狀態，然后開通N相的逆管進入N狀態；

N相到P相換流時，先關斷N相的逆管進入NP狀態，然后同時開通P相和M相的順管進入P狀態；

步驟⑧和⑨中，順管是指提供正向電流通道的半導體開關，逆管是指提供負向電流通道的半導體開關；

⑩等待下一個調制周期，返回步驟②，直至工作結束。