[發明專利]矩陣變換器控制方法和系統

有效

• 申請號: 201780082564.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN110574272B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 曼朱沙·維賈雅戈帕爾;塞薩爾·阿曼多·席爾瓦希門尼斯;李·恩普林厄姆;利利亞娜·維多利亞·德利洛
• 申請（專利權）人: ITT制造企業有限責任公司
• 主分類號: H02M5/27
• 分類號: H02M5/27;H02M5/297;H02M7/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李德山

本發明提供了一種基于矩陣變換器的至少三個開關狀態生成控制策略的方法。至少三個開關狀態是基于與每個開關狀態相關聯的至少預測輸出電流和期望輸出電流選擇的。具體來說，期望輸出電流的數學變換以及與多個開關狀態中的每個開關狀態相關聯的輸出電流用于識別適當的開關狀態。

技術領域

本發明涉及矩陣變換器領域，且更具體地涉及用于矩陣變換器的控制方法的領域。

背景技術

矩陣變換器通常是單級AC-AC變換器，其使用開關陣列將(任何數量相位的)第一AC信號變換成具有任意幅值和頻率的(任何數量相位的)第二AC信號。矩陣變換器的一個優點在于其不需要任何大量儲能元件。

典型矩陣變換器要求開關陣列中的每個開關為能夠在兩個方向上阻斷電壓和傳導電流的雙向開關。雙二極管雙晶體管雙向開關是一種獨立地控制矩陣變換器內的電流方向的已知方法。

用于矩陣變換器的一種已知調制技術使用空間矢量調制(SVM)來執行第一AC信號的調制。幾種SVM技術是本領域技術人員已知的，例如三-零、二-零和一-零方法。

參考EP?1311057?A1，可以理解矩陣變換器的實例和SVM技術。

發明內容

本發明由權利要求書限定。

根據實施例，提供了一種生成用于多相輸出矩陣變換器的控制策略的方法，所述矩陣變換器能夠在多個開關狀態中操作，所述方法包括：獲得目標輸出變換結果，所述目標輸出變換結果表示所述矩陣變換器的期望多相輸出電流的數學變換結果；識別所述矩陣變換器的多個開關狀態；對于所識別的多個開關狀態中的每個開關狀態，獲得預測輸出變換結果，所述預測輸出變換結果表示對于所述開關狀態預測的輸出電流的數學變換結果；從所述多個開關狀態中識別至少三個開關狀態，其中，當使用笛卡爾坐標系映射時，所述目標輸出變換結果的位置被與所述至少三個開關狀態相關聯的預測輸出變換結果的位置限定的區域包含；和基于所述至少三個開關狀態生成所述矩陣變換器的控制策略。

實施例由此提供一種基于矩陣變換器的預測輸出電流生成矩陣變換器的控制策略的方法。矩陣變換器的可能的開關狀態各自與相應的開關狀態相關聯，其中每個開關狀態可以與相應的預測多相輸出電流相關聯。期望多相輸出電流和這些預測輸出電流兩者的數學變換(例如，α-β變換)用于識別哪些預測輸出電流用于控制策略中，并因此識別哪些開關狀態用于控制策略中。

具體來說，識別開關狀態中的至少三個，其中這三個開關狀態的數學變換限定包含期望輸出電流的數學變換的區域。

因此，根據實施例的方法至少基于與每個開關狀態相關聯的預測輸出電流的數學變換和矩陣變換器的期望輸出電流的數學變換，選擇將哪些開關狀態用于控制策略中。

實施例允許以高保真度和可靠性增強對矩陣變換器的輸出電流的控制。使用預測輸出電流確定在控制策略中使用的開關狀態使得能夠快速且精確地確定要維持的控制策略。

對于所識別的多個開關狀態中的每個開關狀態，獲得預測輸出變換結果可以包括：對于每個開關狀態，從所述矩陣變換器的仿真或數學模型和所述矩陣變換器的負載獲得預測輸出變換結果。

因此，實施例可包括查詢或另外從矩陣變換器的仿真或數學模型(和相關聯負載)確定與一個或多個開關狀態相關聯的預測輸出電流。在實施例中，仿真或數學模型可以是表或數據集，所述表或數據集包括針對各種不同的可能負載和/或輸入電流的每個開關狀態的預測輸出電流(或更優選地，預測輸出電流的數學變換)。諸如電路仿真軟件包等的其他仿真或數學模型對于技術人員來說是顯而易見的。

對于所識別的多個開關狀態中的每個開關狀態，獲得預測輸出變換結果可選地包括：使用所述矩陣變換器的仿真或數學模型和所述矩陣變換器的負載來預測與所識別的多個開關狀態中的每個開關狀態相關聯的所述矩陣變換器的輸出電流；和對與每個開關狀態相關聯的預測輸出電流執行數學變換，從而獲得所識別的多個開關狀態中的每個開關狀態的預測輸出變換結果。