[發(fā)明專利]矩陣變換器的脈寬調(diào)制控制

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780052999.2
• 申請(qǐng)日: 2007-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101675580A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·布拉斯科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧蒂斯電梯公司
• 主分類號(hào): H02M5/297
• 分類號(hào): H02M5/297;H02M5/27;H02M5/275
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 譚佐晞;楊松齡

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于矩陣變換器或直接變 頻器的脈寬調(diào)制控制方法。

【背景技術(shù)】

矩陣變換器是一種將在其輸入端的一頻率的AC電壓變換為在其輸出端 的不同頻率的AC電壓的電子裝置。矩陣變換器還可以改變輸入信號(hào)和輸出信 號(hào)之間的相幅和相數(shù)。矩陣變化器包含受脈寬調(diào)制(PWM)控制以在矩陣變 換器的輸出端按照單相或多相方式提供電壓的多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。矩陣變換器中 開(kāi)關(guān)裝置的數(shù)量是輸入線和輸出線中相數(shù)的函數(shù)。PWM改變了在矩陣變換器 的輸入和輸出之間開(kāi)關(guān)的連接，使得局部平均的輸出電壓符合參考電壓。

對(duì)于矩陣變換器的一個(gè)應(yīng)用是控制AC電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩。在該應(yīng)用 中，矩陣變換器接收AC輸入信號(hào)(例如，來(lái)自電力設(shè)施的三相信號(hào))并將該 輸入信號(hào)變換為具有與AC電動(dòng)機(jī)相配的頻率和振幅的單相或多相輸出信號(hào)。 然而，用于將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為合適的輸出信號(hào)的許多控制算法是非常復(fù)雜的 并且消耗了大量的處理器資源。另外，將矩陣變換器并入到電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 通常需要復(fù)雜的控制硬件，這增加了系統(tǒng)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明涉及對(duì)包含多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的矩陣變換器的控制。所述矩陣變換器 適于接收具有輸入頻率的多相交流(AC)輸入信號(hào)，并且適于產(chǎn)生具有輸出 頻率的多相AC輸出信號(hào)。將所述輸入信號(hào)的相整理(sort)為它們的瞬時(shí)電 壓振幅的函數(shù)。從輸出參考電壓產(chǎn)生參考信號(hào)，所述輸出參考電壓對(duì)應(yīng)于輸 出信號(hào)的每個(gè)相。基于整理的輸入信號(hào)相和參考信號(hào)，對(duì)輸出信號(hào)的每個(gè)相 計(jì)算占空比。然后，基于對(duì)輸出信號(hào)的每個(gè)相的占空比產(chǎn)生各自控制其中一 個(gè)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)函數(shù)。

【附圖說(shuō)明】

圖1是包含矩陣變換器的電力系統(tǒng)的示意圖，所述矩陣變換器具有多個(gè) 開(kāi)關(guān)元件以及用于操作所述開(kāi)關(guān)元件的控制器。

圖2A-2C是適于使用在圖1中示出的矩陣變換器中的開(kāi)關(guān)元件的示意圖。

圖3是用于從輸入信號(hào)對(duì)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生開(kāi)關(guān)函數(shù)的控制器的方框圖。

圖4是顯示根據(jù)它們的瞬時(shí)值經(jīng)整理的輸入信號(hào)的圖表。

圖5A是用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制函數(shù)的三角比較信號(hào)的圖表。

圖5B是由三角比較方法產(chǎn)生的中間開(kāi)關(guān)函數(shù)的圖表。

圖5C是源自中間開(kāi)關(guān)函數(shù)用于控制矩陣控制器的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)函數(shù) 的圖表。

圖5D是對(duì)矩陣變換器輸出的相的輸出電壓波形的圖表。

【具體實(shí)施方式】

圖1是電力系統(tǒng)10的示意性視圖，電力系統(tǒng)10從電源12以輸入頻率接 收多相交流(AC)電并且以輸出頻率向負(fù)載提供多相AC電。電力系統(tǒng)10包 含LC濾波器20、矩陣變換器22以及矩陣變換器(MxC)控制器24。在示出 的實(shí)施例中，電源12為三相電源(包含輸入相R、S和T)，其在矩陣變換 器22的輸入端提供輸入電壓v₁、v₂和v₃并提供輸入電流i₁、i₂和i₃。同樣在 該示出的實(shí)施例中，矩陣變換器22向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)14提供包含輸出電壓和和輸出電流和的三相電(包括U、V和W相)。

LC濾波器20包含電感器26a、26b和26c，以及電容器28a、28b和28c。 電感器26a與輸入相R串聯(lián)連接，電感器26b與輸入相S串聯(lián)連接，并且電 感器26c與輸入相T串聯(lián)連接。電容器28a跨接輸入相R和S，電容器28b 跨接輸入相S和T，并且電容器28c跨接輸入相T和R。LC過(guò)濾器20控制 電流水平并防止來(lái)自電源12的電壓瞬變。