[發(fā)明專利]一種三相-兩相矩陣變換器的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810478543.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN108539990B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許宇翔;王培良;雷能瑋;蔣永峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖州師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H02M5/293
• 分類號(hào): H02M5/293
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 韓燕燕

一種三相?兩相矩陣變換器的控制方法，該三相?兩相矩陣變換器包括：四組雙向開關(guān)組；補(bǔ)償電感和控制器。控制方法包括：獲取所述三相?兩相矩陣變換器的虛擬逆變電路的各扇區(qū)內(nèi)的有效矢量占空比；獲取所述三相?兩相矩陣變換器的虛擬整流電路的各扇區(qū)內(nèi)的有效矢量占空比；根據(jù)所述虛擬逆變電路的各扇區(qū)內(nèi)的有效矢量占空比和所述虛擬整流電路的各扇區(qū)內(nèi)的有效矢量占空比，獲取所述三相?兩相矩陣變換器在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的有效矢量和零矢量占空比。該方法通過合理設(shè)置輸出端調(diào)制函數(shù)系數(shù)與補(bǔ)償端調(diào)制函數(shù)系數(shù)之間的相對(duì)關(guān)系，可以抑制由于輸出兩相不對(duì)稱產(chǎn)生的脈動(dòng)功率通過雙向開關(guān)耦合到輸入側(cè)，減小了其對(duì)輸入電流質(zhì)量的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電變換裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三相-兩相矩陣變換器的控制方法。

背景技術(shù)

如圖1為常規(guī)的帶獨(dú)立中線的三端輸出的三相-兩相矩陣變換器，其輸入三相對(duì)稱電壓e_abc表達(dá)式為：

上式中，E_i為輸入三相電壓的幅值。

假設(shè)兩相輸出電壓正交，則輸出側(cè)兩相電壓表達(dá)式為：

式中，U₁、U₂分別為輸出兩相基波電壓的幅值，定義輸出不對(duì)稱度為ε＝U₂/U₁，且U₁≥U₂；ω_o為輸出角頻率。

為簡(jiǎn)化推導(dǎo)過程，忽略輸出側(cè)阻感負(fù)載引起的電流與電壓之間相位差δ，則輸出兩相的總功率P₁+P₂為：

式中，I₁、I₂為輸出側(cè)兩相基波電流的幅值。

由式3可知，當(dāng)輸出為兩相不對(duì)稱時(shí)，若拓?fù)渲袥]有補(bǔ)償單元來吸收輸出不對(duì)稱產(chǎn)生的脈動(dòng)功率量，忽略系統(tǒng)損耗，根據(jù)輸入輸出瞬時(shí)功率守恒原則，由上式的輸出功率表達(dá)式可知，輸入電流中除了基波之外，必然含有與輸出頻率有關(guān)的低頻諧波分量。忽略輸入電流中的高頻諧波量，假設(shè)三相輸入電流i_abc表達(dá)式為：

式中，I_i2、I_i3分別為輸入電流中頻率為ω_i2、ω_i3諧波量的幅值，同時(shí)假設(shè)諧波電流的幅值滿足：I_i2＝I_i3。

由式(1)、式(4)可得輸入功率表達(dá)式為：

根據(jù)輸入輸出瞬時(shí)功率守恒原則，即P_i＝P₁+P₂，可得到如下關(guān)系式：

由上式可知，輸入電流低頻諧波的頻率ω_i2、ω_i3是與輸入頻率ω_i與輸出設(shè)定頻率ω_o均有關(guān)的量，且該頻率較開關(guān)頻率(開關(guān)頻率取值f_s＝10kHz)要小很多，因此較難用輸入LC濾波器濾除。

由式(6)可進(jìn)一步推導(dǎo)得頻率為ω_i2、ω_i3的諧波電流含量η₁、η₂及輸入電流總諧波畸變率(THD)近似理論計(jì)算表達(dá)式為：