[发明专利]并联型双级矩阵变换器拓宽输入侧无功功率调节范围的控制方法

权利要求书

1.一种并联型双级矩阵变换器拓宽输入侧无功功率调节范围的控制方法，其特征在于：当系统轻载或空载时，调整并联的两个双级矩阵变换器模块单元对负载有功功率的分配方式，在模块之间构造环流功率，增大并联的两个双级矩阵变换器模块单元有功功率的绝对值之和，使并联型双级矩阵变换器系统具备在输入侧提供足够无功功率的能力，以抵消输入滤波电容所产生的容性无功功率，从而使得并联双级矩阵变换器系统能够在全功率范围内，即额定负载、轻载甚至空载，以及能量回馈状态下，都能将输入功率因数校正为1。

2.如权利要求1所述的并联型双级矩阵变换器拓宽输入侧无功功率调节范围的控制方法，其特征在于：并联的两个双级矩阵变换器模块单元分别为第一双级矩阵变换器模块单元M和第二双级矩阵变换器模块单元S，其对负载有功功率的分配方式通过如下公式表示：

式中，p为并联系统输出的总有功功率，p_M和p_S分别为第一双级矩阵变换器模块单元M和第二双级矩阵变换器模块单元S各自分担的有功功率；p、p_M和p_S的符号表示功率流动的方向，正表示有功功率从TSMC的输入侧向输出侧流动，负则表示有功功率从TSMC的输出侧向输入侧流动；P_M(p)和P_S(p)为两个关于p的函数；P₀是与系统参数相关的门限值，表达式如下：

式中，ω_s为输入电压角频率，C_s为输入侧滤波电容，U_in为输入电压有效值，为系统容许的输入侧控制矢量角度调节范围的最大值。

3.如权利要求2所述的并联型双级矩阵变换器拓宽输入侧无功功率调节范围的控制方法，其特征在于：并联型双级矩阵变换器系统的功率分配方式如下：

1)当p≥2P₀或p≤-2P₀时，第一双级矩阵变换器模块单元M和第二双级矩阵变换器模块单元S平均分配负载功率；

2)当-2P₀<p<2P₀时，第一双级矩阵变换器模块单元M和第二双级矩阵变换器模块单元S不再平均分配负载功率，通过构造环流的方式，使得第一双级矩阵变换器模块单元M和第二双级矩阵变换器模块单元S的有功功率绝对值之和始终大于或等于P₀；

3)当p＝0即空载时，p_M＝-p_S＝P₀/2，两者之和为零；此时实际输出和电源输入的有功功率均为零，但在模块之间存在环流的有功功率。

4.如权利要求2所述的并联型双级矩阵变换器拓宽输入侧无功功率调节范围的控制方法，其特征在于：并联的两个双级矩阵变换器模块单元在稳态时，其输入侧功率因数控制角度通过如下公式表示：

式中，Q₀＝3ω_sC_sU_in²。