[發(fā)明專利]一種減小間接矩陣變換器共模電壓的不連續(xù)脈寬調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011523806.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112583282B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李珊瑚;黃林峰;王文圣;劉旭;韓旭;劉義平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M5/458
• 分類號(hào): H02M5/458;H02M7/5395;H02M1/12
• 代理公司: 北京瀚仁知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫

本發(fā)明的一種減小間接矩陣變換器共模電壓的不連續(xù)脈寬調(diào)制方法，區(qū)別于傳統(tǒng)整流級(jí)6扇區(qū)的劃分，將每個(gè)傳統(tǒng)整流扇區(qū)細(xì)分為兩個(gè)小扇區(qū)；逆變級(jí)采用相鄰的兩個(gè)有效電壓矢量和一個(gè)零電壓矢量(V₀或V₇)合成調(diào)制，根據(jù)逆變級(jí)零電壓矢量作用時(shí)直流側(cè)電流為0，有效電流矢量I_active幅值為0的特性，將整流級(jí)的調(diào)制方法分為兩部分：1)在逆變級(jí)采用有效電壓矢量時(shí)，整流級(jí)采用有效電流矢量；2)在逆變級(jí)采用零電壓矢量時(shí)，整流級(jí)采用共模電壓幅值小的零幅值有效電流矢量I_{active_0}。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減小間接矩陣變換器共模電壓的不連續(xù)脈寬調(diào)制方法。

背景技術(shù)

矩陣變換器(Matrix Converter，MC)是在周波變換器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種直接AC-AC交流變換器，具有輸出電壓波形可控、輸入輸出電流正弦、輸入功率因數(shù)可控且不受輸出功率因數(shù)的限制、集成度高、能量密度大等優(yōu)勢(shì)，成為極具潛力的新一代電能變換裝置。矩陣變換器從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上可分為直接矩陣變換器(Direct Matrix Converter，DMC)和間接矩陣變換器(Indirect matrix converter，IMC)。相比于DMC，IMC所需的開關(guān)器件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)更為緊湊，因此IMC頗有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

矩陣變換器在運(yùn)行過程中會(huì)在負(fù)載中性點(diǎn)處產(chǎn)生共模電壓，共模電壓會(huì)影響矩陣變換器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)系統(tǒng)中的電機(jī)繞組絕緣，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生流入地線的高頻漏電流，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾(EMI)問題，影響周圍設(shè)備的正常運(yùn)行。

現(xiàn)有抑制間接矩陣變換器共模電壓的方法可分為硬件補(bǔ)償和調(diào)制方法兩大類。第一類，在間接矩陣變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中增加硬件補(bǔ)償。該方法可以有效地抑制共模電壓，但卻破壞了矩陣變換器結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，降低了運(yùn)行可靠性。第二類，優(yōu)化調(diào)制方法，該類方法保持了矩陣變換器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且只需要改變調(diào)制算法而易于實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)制方法是以犧牲電壓傳輸比或輸入輸出波形質(zhì)量、增加開關(guān)轉(zhuǎn)換次數(shù)來減小共模電壓，導(dǎo)致變換器驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)調(diào)速范圍窄、能量損耗大等問題。在傳統(tǒng)的不連續(xù)脈寬調(diào)制(DPWM)方法中，主要利用DPWM調(diào)制中開關(guān)動(dòng)作少的特點(diǎn)來減小開關(guān)損耗，提高能量傳輸效率，但未考慮對(duì)共模電壓的抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有調(diào)制技術(shù)的不足，提出了一種在保證了輸入輸出波形質(zhì)量和電壓傳輸比與傳統(tǒng)DPWM調(diào)制方法相同的基礎(chǔ)上，有效地降低間接矩陣變換器共模電壓峰值的不連續(xù)脈寬調(diào)制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種減小間接矩陣變換器共模電壓的不連續(xù)脈寬調(diào)制方法，將整流級(jí)的三相輸入電壓在一個(gè)周期內(nèi)劃分為12個(gè)小扇區(qū)，即k＝1_I，1_II，2_I，2_II，3_I，3_II，4_I，4_II，5_I，5_II，6_I，6_II；在整流級(jí)和逆變級(jí)包括以下調(diào)制步驟：

S1：逆變級(jí)采用相鄰的兩個(gè)有效電壓矢量和一個(gè)零電壓矢量合成調(diào)制；當(dāng)參考輸入電流位于不同的整流扇區(qū)時(shí)，逆變級(jí)的零電壓矢量V_zero的選擇為：

S2：整流級(jí)的調(diào)制方法包括：

1)在逆變級(jí)采用有效電壓矢量時(shí)，整流級(jí)采用有效電流矢量；

2)在逆變級(jí)采用零電壓矢量時(shí)，整流級(jí)采用共模電壓幅值小的零幅值有效電流矢量I_{active_0}。

所述步驟S2具體包括：

S21：整流級(jí)在采用兩個(gè)相鄰有效電流矢量I_δ、I_γ合成調(diào)制下，分別計(jì)算兩個(gè)有效電流矢量的占空比d_δ、d_γ；