[发明专利]矩阵变换器的控制方法及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及矩阵变换器控制领域，特别是涉及一种矩阵变换器的控制方法。本发明还涉及所述矩阵变换器的控制装置。

背景技术

矩阵变换器是一种具有优良的输入输出特性的新型交-交直接变换器。它无需大容量的贮能元件，可使输入电流正弦，输入功率因数理论上可达±1，并可自由调节，且与负载的功率因数无关。输出电压的频率和幅值可调，输出频率可高于或低于输入频率，特别是其功率可双向流动，具有四象限运行能力。

图1是典型的三相矩阵变换器拓扑结构图。三相矩阵变换器由九个双向开关2按3X3开关矩阵形式构成，通过控制九个双向开关2可以使输出相A、B、C与任意一个输入相a、b、c直接连接。双向开关2一般选用两个绝缘栅极双极晶体管(IGBT)通过“共发射极”或“共集电极”方式组成。图3表示矩阵变换器的输出相A通过三组双向功率开关与输入三相a、b、c相连，其中每组双向功率开关由两个IGBT通过“共发射极”组成。如果两个IGBT同时开通，可使电流向两个方向流动。

根据输入电流和输出电压的双空间矢量调制策略，它将矩阵变换器等效成虚拟的交-直-交变换器，其中的直流环节是虚拟的，然后分别利用空间矢量调制技术实现虚拟整流和虚拟逆变，最后将两者综合，得到所需的调制函数矩阵，实现一次变换。在矩阵变换过程中需要将输入相电压划分为6个区间，即ISECTOR，如图2(a)所示；将输出线电压划分为6个区间，即VSECTOR，如图2((b)。如果输入b相(输出B相)电压按滞后输入a相(输出A相)电压2π/3角度的原则产生，区间ISECTOR与VSECTOR的变化顺序是依次递增循环。如果输入b相(输出B相)电压按超前输入a相(输出A相)电压2π/3角度的原则产生，区间ISECTOR与VSECTOR的变化顺序是依次递减循环。根据空间矢量调制的原理，区间ISECTOR与VSECTOR共有36种组合，每种组合在每个调制周期内有五种开关状态，每种开关状态的持续时间分别按公式(1)计算：

Tαμ=msin(π3-θsv)sin(π3-θsc),]]>

Tβμ=msin(θsv)sin(π3-θsc),]]>