[发明专利]矩阵转换器变速驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种矩阵转换器型变速驱动器的控制方法以及实现该方法的相应变速驱动器。

背景技术

矩阵转换器型变速驱动器包含安排在包含三个开关单元的开关矩阵内的九个双向开关。这个开关矩阵一侧与链接到AC(交流电)电压源的三个输入相u、v、w连接，且另一侧与链接到负载的三个输出相a、b、c连接。这些开关被分别控制成将输出相与任何一个输入相连接。

一般说来，矩阵转换器的开关的控制命令可以通过诸如空间矢量调制(MVE)、矢量调制或交叉调制的各种过程生成。

由Akio ISHIGURO、Takeshi FURUHASHI和Shigeru OKUMA撰写的、1991年6月在IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS，vol.38，NO.3中名为″A novel control method for forced commutated cycloconvertersusing instantaneous values of input line-to-line voltages″的文献(使用输入线到线电压瞬时值的强迫换流循环转换器的新控制方法)描述了循环转换器的控制过程。这个过程在于将基准输出电压表达成开关的输入电压和开关占空比(switching duty cycle)的函数。该文献尤其提出了在开关周期上永久断开开关单元的一个开关，以便使调制深度增加到其最大。这样就得到Vinput＝0.86XVoutput，而不是Vinput＝0.75XVoutput。这个过程适用在复合电压u_uv和u_uw在输入端上是两个较高复合电压的时候。然而，情况未必总是这样。因此，描述在这个文献中的控制过程不能用在所有情况中。

发明内容

本发明的目的是提供一种矩阵转换器型变速驱动器的控制方法，这种方法在保持0.86的最大调制深度的同时，无论输入端上的复合电压u_uv和u_uw的电平是多少，都可应用于交叉调制型的控制。

这个目的是通过在矩阵转换器型变速驱动器中实现的控制方法达到的，包含：

-与AC电压源连接的三个输入相和与电负载连接的三个输出相；

-九个电流和电压双向电子开关，分布在三个开关单元当中和旨在分别受到控制，以便将输出相与任何一个输入相连接，对服从占空比实矩阵的转换器的开关的切换使得有可能获得去往负载的输出电压；

-所述占空比实矩阵是根据包含三个开关单元的虚拟转换器的虚拟矩阵确定的，所述虚拟转换器的开关单元之一被永久断开，所述方法在每个开关周期上包含如下步骤：

-将输入相的简单电压指定成所述虚拟转换器的输入端的虚拟简单电压；

-将输出相的简单电压指定成所述虚拟转换器的输出端的虚拟简单电压；

-确定所述虚拟矩阵的占空比；

-置换所述虚拟矩阵的行和列，以便获得所述实矩阵。

按照一种特征，根据预定关系确定所述虚拟矩阵的占空比。

按照另一种特性，所述虚拟矩阵如下：