一種三相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交流電能變換裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種=相-五相矩陣變換器的 雙電壓調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，S相-五相矩陣變換器的最熱口調(diào)制方法是空間矢量調(diào)制策略和載波PWM調(diào) 制策略。空間矢量調(diào)制策略是通過(guò)對(duì)輸入電流和輸出相電壓進(jìn)行扇區(qū)劃分，并根據(jù)所在扇 區(qū)選擇合適的矢量來(lái)合成參考輸出電壓矢量;載波PWM調(diào)制策略的應(yīng)用主要是用于=相-五 相雙級(jí)矩陣變換器中，在矩陣變換器中應(yīng)用較少，它是根據(jù)空間矢量調(diào)制得到的各個(gè)矢量 的占空比，計(jì)算其調(diào)制信號(hào)，并與合適的載波信號(hào)比較得到每個(gè)功率開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，操作 簡(jiǎn)單，且不需要對(duì)逆變側(cè)輸出相電壓進(jìn)行復(fù)雜的扇區(qū)劃分，簡(jiǎn)化了程序編寫(xiě)的復(fù)雜性。
[0003] 然而，空間矢量調(diào)制策略有一定的局限性，當(dāng)=相輸入相電壓不平衡或發(fā)生崎變 時(shí)，采用空間矢量調(diào)制時(shí)得到的輸出電流波形不再是正弦波形，而含有大量的多次諧波，此 時(shí)需要對(duì)空間矢量調(diào)制策略進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，對(duì)輸入相電壓實(shí)時(shí)采樣，并在輸入側(cè)注入一 定的負(fù)序分量來(lái)解決運(yùn)一問(wèn)題。通過(guò)對(duì)載波PWM調(diào)制策略進(jìn)行改進(jìn)也可W使得立相-五相雙 級(jí)矩陣變換器在輸入相電壓不平衡或發(fā)生崎變的條件下能得到良好的輸入和輸出波形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方 法，意在解決=相-五相矩陣變換器在輸入不平衡工況下輸出波形產(chǎn)生崎變的問(wèn)題。
[0005] 解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方 法，其中，=相-五相矩陣變換器由十五個(gè)功率開(kāi)關(guān)組成，所述十五個(gè)功率開(kāi)關(guān)將=相輸入 電壓源與五相負(fù)載相連，其中任意一相負(fù)載通過(guò)其中=個(gè)功率開(kāi)關(guān)與=相輸入相連;其特 征在于:根據(jù)雙電壓調(diào)制原理，把輸入電壓的周期劃分為六個(gè)區(qū)間，輸出電壓的周期劃分為 二十個(gè)區(qū)間，在每個(gè)輸入電壓區(qū)間內(nèi)選擇兩個(gè)最大且極性為正的線電壓和零電壓用來(lái)合成 輸出線電壓;在每個(gè)輸出電壓區(qū)間內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)乃膫€(gè)極性為正的線電壓作為被合成的輸出 線電壓，根據(jù)輸入電壓和輸出電壓所在區(qū)間合理選擇原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，構(gòu)造開(kāi)關(guān)調(diào)制函數(shù)式，求出 相應(yīng)的占空比函數(shù)，并對(duì)求得的占空比函數(shù)比較大小，確定功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通順序。
[0006] 所述開(kāi)關(guān)調(diào)制函數(shù)式如下：
[0007] 當(dāng)V; 乂 > 0時(shí)，調(diào)制函數(shù)為(1)式： (1)
[0009]占空比函數(shù)為(2)式：
巧
[00"]當(dāng)1; . Vx < 0時(shí)，調(diào)制函數(shù)為(3)式：
(3)
[0013]占空比函數(shù)為(4)式：
傅
[001引式中，Av':,、、心Av,、,.、、Av;。和Av:。、、曲Av:,分別為不同條件下 被合成的S相-五相矩陣變換器的四個(gè)線電壓期望值，％、為、<,、vl和語(yǔ)分別S相-五 相矩陣變換器輸出相電壓期望值，且輸出相電壓絕對(duì)值從大到小的相依次用U、V、W、X和Y表 示，U，V，W，X，Ye{A，B，C，D，E};Avxy和Avxz分別為輸入線電壓中間值和最大值，Avxx為零 電壓，vx、vy和Vz為輸入相電壓，且x、y和Z分別代表輸入相電壓絕對(duì)值最大、最小和中間的 相，x，y，ze{a，b，c};Tll、Tl2、Tlo、T2l、T22、T2o、T3l、T32、T3o、T4l、T42和T4o分別為控制輸出線電 壓込、曲4:、細(xì)郝心;、或Avl.、如Cv、Aw!(和AvIv與輸入線電壓A Vxy、A Vxz和A Vxx 相連的12個(gè)功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間；Ts為調(diào)制周期;k為常數(shù)，且^ = -l/l.5V:，Vim為輸入相電 壓幅值;山、(12、(1日、61、62、6日、。龍、時(shí)、邑1、邑2和邑日為相應(yīng)的占空比，且有（5)式
貨
[0017] 進(jìn)一步所述一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方法，其特征在于，包括W下 步驟：
[0018] 1)根據(jù)雙電壓調(diào)制原理，將=相-五相矩陣變換器輸入相電壓和輸出相電壓進(jìn)行 區(qū)間劃分，根據(jù)輸入相電壓區(qū)間和輸出相電壓區(qū)間選擇適當(dāng)?shù)挠脕?lái)合成輸出線電壓的輸入 線電壓和被合成的輸出線電壓，并確定原點(diǎn)開(kāi)關(guān)；
[0019] 2)通過(guò)所述調(diào)制函數(shù)式及占空比函數(shù)合成=相-五相矩陣變換器輸出線電壓 Av:,,.、、Av；；。和 Ai;、的期望值；
[0020] 3)根據(jù)雙電壓調(diào)制原理，確定控制輸出線電壓A/。、,、和A/w-與輸入 線電壓A Vxy、A Vxz和A Vxx相連的12個(gè)功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間Tll、Ti2、Tio、T21、T22、T20、T31、T32、 T30、T"、T42和T40,并根據(jù)輸入相電壓和輸出相電壓所在區(qū)間選擇各功率開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0021] 本發(fā)明的一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方法的有益效果是：與現(xiàn)有調(diào) 制策略相比，解決了=相-五相矩陣變換器在輸入不平衡工況下輸出波形產(chǎn)生崎變的問(wèn)題， 輸出波形質(zhì)量好，具有適用性強(qiáng)，應(yīng)用效果佳等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為=相-五相矩陣變換器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖2為輸入相電壓六個(gè)區(qū)間劃分示意圖；
[0024] 圖3為輸出相電壓二十個(gè)區(qū)間劃分示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明方法下輸入電壓在第1區(qū)間，輸出電壓在第I區(qū)間時(shí)，輸出線電壓合成 的示意圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明方法下輸入電壓=相對(duì)稱(chēng)時(shí)，輸入a相電壓和濾波后的電流波形、輸 出A相電壓波形及輸出五相電流波形圖；
[0027] 圖6為本發(fā)明方法下輸入電壓不平衡工況條件下，輸入=相電壓波形及輸出五相 電流波形圖；
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0029] 參照?qǐng)D1，圖中，Ua、Ub、Uc和ia、ib、ic分別表示S相輸入相電壓和輸入電流;UA、UB、 11(；、郵、加和14、16、：[(；、10、1￡分別表示五相輸出電壓和輸出電流；5化0=4,8,0,0,6;4 =日,13, C)代表圖中連接對(duì)應(yīng)輸入、輸出相的雙向功率開(kāi)關(guān)。
[0030] 參照?qǐng)D2和圖3,對(duì)本發(fā)明的一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方法作進(jìn)一 步說(shuō)明。
[0031] 本發(fā)明的一種=相-五相矩陣變換器的雙電壓調(diào)制方法，輸出相電壓絕對(duì)值從大 到小的相依次用U、V、W、X和Y表示，并且U，V，W，X，Ye{A，B，C，D，E};