[發明專利]一種三相-兩相矩陣變換器的控制方法

有效

• 申請號: 201810478543.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108539990B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 許宇翔;王培良;雷能瑋;蔣永峰
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 韓燕燕

1.一種三相-兩相矩陣變換器的控制方法，其特征在于，

三相-兩相矩陣變換器包括：

四組雙向開關組，用于將三相交流輸入轉換為兩相交流輸出，四組所述雙向開關組的輸入端分別接三相輸入，其中兩組所述雙向開關組的輸出端作為兩相輸出端，另兩組所述雙向開關組的輸出端分別作為補償端和公共端；

補償電感，一端與所述補償端連接、另一端與所述公共端連接；

控制器，用于控制所述雙向開關組中的雙向開關按照預設規則導通與關閉；

該控制方法包括以下步驟：

獲取所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬逆變電路的各扇區內的有效矢量占空比，其為：

其中，

M₁、M₂、M_L分別為第一輸出側的輸出電壓調制函數的調制系數、第二輸出側的輸出電壓調制函數的調制系數、補償側輸出電壓調制函數的調制系數，ω_o為輸出角頻率，為輸出側與補償側的初始相位，L為輸出側電感，R為輸出側電阻；δ為輸出側電壓與電流的相位差，L_c為補償電感；

獲取所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比；

根據所述虛擬逆變電路的各扇區內的有效矢量占空比和所述虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比，獲取所述三相-兩相矩陣變換器在一個開關周期內的有效矢量和零矢量占空比。

2.根據權利要求1所述的三相-兩相矩陣變換器的控制方法，其特征在于，所述獲取所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比的步驟包括：

利用級聯的輸出電流外環和輸入電流內環的雙閉環控制獲得矩陣變換器輸入端電流dq軸分量期望值；其中，輸出電流外環以兩相輸出側的電流和補償側的電流的加權合成量作為控制量，且輸出電流外環進行無靜差調節后的輸出作為所述輸入電流內環的d軸有功電流期望值；

根據所述矩陣變換器輸入端電流dq軸分量期望值獲取所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比。

3.根據權利要求2所述的三相-兩相矩陣變換器的控制方法，其特征在于，所述輸入電流內環的控制表達式為：

其中，為網側電流dq軸分量期望值，為矩陣變換器輸入端電流dq軸分量期望值，i_d、i_q為三相輸入電流在dq坐標軸下的直流分量，ω_i為輸入角頻率，R_f為輸入濾波電感等效電阻，C_f為輸入濾波電容，e_d、e_q為三相輸入電壓在dq軸上的分量，k_ip和k_ii為無靜差調節系數。

4.根據權利要求3所述的三相-兩相矩陣變換器的控制方法，其特征在于，所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比為：

其中，θ_r為虛擬整流電路輸入端電流i_pa、i_pb、i_pc的空間矢量I_r所在扇區內的夾角；M_rec為虛擬整流電路的調制系數；為虛擬整流電路電流無靜差調節后作dq/αβ變換后的量，I_dc為虛擬母線電流的直流分量，I_dc取常數。

5.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述兩相輸出側的電流和補償側的電流的加權合成量為：

其中，M₁為第一輸出側的輸出電壓調制函數的調制系數，ε為兩相輸出不對稱度，δ為輸出側電壓與電流的相位差，I₁為第一輸出側的電流基波幅值。

6.根據權利要求1所述的三相-兩相矩陣變換器的控制方法，其特征在于，所述三相-兩相矩陣變換器在一個開關周期內的有效矢量和零矢量對應的占空比為：

其中，d_αu～d_βw為有效矢量占空比；d₀為零矢量占空比，d_u、d_v和d_w為所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬逆變電路的各扇區內的有效矢量占空比，d_α和d_β為所述三相-兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區內的有效矢量占空比。