一种双级矩阵变换器的载波调制方法

摘要

本发明公开了一种双级矩阵变换器的载波调制方法，该方法应用控制系统对电网电压进行采样，根据整流级输入电流空间矢量在所在扇区内的相对位置角计算有效电流矢量及零矢量的占空比，根据有效电流矢量及零矢量的占空比计算整流级的调制信号；计算一个调制周期内直流母线电压的等效平均值，并结合有效电流矢量的占空比及零矢量的占空比计算逆变级调制信号；根据整流级、逆变级的调制信号生成所述双级矩阵变换器的整流级功率开关、逆变级功率开关的控制信号。该方法以电流空间矢量为基础，进行载波调制，抑制了窄脉冲的产生，抑制输入电压不平衡，简化了双级式矩阵变换器的调制过程，具有良好的应用前景和实用价值。

主权项

一种双级矩阵变换器的载波调制方法，所述双级矩阵变换器包括整流级、逆变级；所述整流级包括六组双向功率开关组成的三相桥式整流电路，所述逆变级包括六组功率开关组成的三相逆变桥；其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1.计算整流级调制信号d_I，计算公式如下：d_I=d_m+d₀/2其中，d_m为有效电流矢量I_m的占空比；d₀为零矢量的占空比；d_m、d₀的计算公式如下：$\left\{\begin{array}{c}{d}_m=m_c\sin (\pi /3-{\theta }_{\mathrm{sc}})\\ d_n=m_c\sin {\theta }_{\mathrm{sc}}\\ d_0=1-d_m-d_n\end{array}\right.$其中，d_n为有效电流矢量I_n的占空比；m_c为整流级调制比；θ_sc为输入电流空间矢量在所在扇区内的相对位置角；m、n为有效电流矢量的标号，m=1、2、……、6，n=1、2、……、6，且m不等于n；步骤2.计算逆变级调制信号，计算公式如下：$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{Uref}1}=2d_m·\frac{u_U+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}-d_n-d_0/2\\ u_{\mathrm{Vref}1}=2d_m·\frac{u_V+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}-d_n-d_0/2\\ u_{\mathrm{Wref}1}=2d_m·\frac{u_W+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}-d_n-d_0/2\end{array}\right.$$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{Uref}2}=-2d_n·\frac{u_U+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}+d_m+d_0/2\\ u_{\mathrm{Vref}2}=-2d_n·\frac{u_V+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}+d_m+d_0/2\\ u_{\mathrm{Wref}2}=-2d_n·\frac{u_W+u_{\mathrm{offset}}}{U_{\mathrm{PN}}}+d_m+d_0/2\end{array}\right.$其中，u_Uref1、u_Uref2分别为逆变级U相调制信号；u_Vref1、u_Vref2分别为逆变级V相调制信号；u_Wref1、u_Wref2分别为逆变级W相调制信号；u_U、u_V、u_W分别为三相期望输出电压；u_offset为预先设定的偏置电压；U_PN为直流母线电压的等效平均值，U_PN的计算公式如下：U_PN=u_md_m+u_nd_n其中，u_m为有效电流矢量I_m对应的直流侧电压；u_n为有效电流矢量I_n对应的直流侧电压；步骤3.运用整流级调制信号d_I与预先设定的整流级三角载波交截生成PWM信号，控制所述整流级的六组双向功率开关；并运用逆变级的调制信号u_Uref1、u_Vref1、u_Wref1、u_Uref2、u_Vref2、u_Wref2分别与预先设定的逆变级三角载波交截生成PWM信号，控制逆变级的六组功率开关。