[发明专利]矩阵变换器控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于矩阵变换器的至少三个开关状态生成控制策略的方法。至少三个开关状态是基于与每个开关状态相关联的至少预测输出电流和期望输出电流选择的。具体来说，期望输出电流的数学变换以及与多个开关状态中的每个开关状态相关联的输出电流用于识别适当的开关状态。

技术领域

本发明涉及矩阵变换器领域，且更具体地涉及用于矩阵变换器的控制方法的领域。

背景技术

矩阵变换器通常是单级AC-AC变换器，其使用开关阵列将(任何数量相位的)第一AC信号变换成具有任意幅值和频率的(任何数量相位的)第二AC信号。矩阵变换器的一个优点在于其不需要任何大量储能元件。

典型矩阵变换器要求开关阵列中的每个开关为能够在两个方向上阻断电压和传导电流的双向开关。双二极管双晶体管双向开关是一种独立地控制矩阵变换器内的电流方向的已知方法。

用于矩阵变换器的一种已知调制技术使用空间矢量调制(SVM)来执行第一AC信号的调制。几种SVM技术是本领域技术人员已知的，例如三-零、二-零和一-零方法。

参考EP 1311057 A1，可以理解矩阵变换器的实例和SVM技术。

发明内容

本发明由权利要求书限定。

根据实施例，提供了一种生成用于多相输出矩阵变换器的控制策略的方法，所述矩阵变换器能够在多个开关状态中操作，所述方法包括：获得目标输出变换结果，所述目标输出变换结果表示所述矩阵变换器的期望多相输出电流的数学变换结果；识别所述矩阵变换器的多个开关状态；对于所识别的多个开关状态中的每个开关状态，获得预测输出变换结果，所述预测输出变换结果表示对于所述开关状态预测的输出电流的数学变换结果；从所述多个开关状态中识别至少三个开关状态，其中，当使用笛卡尔坐标系映射时，所述目标输出变换结果的位置被与所述至少三个开关状态相关联的预测输出变换结果的位置限定的区域包含；和基于所述至少三个开关状态生成所述矩阵变换器的控制策略。

实施例由此提供一种基于矩阵变换器的预测输出电流生成矩阵变换器的控制策略的方法。矩阵变换器的可能的开关状态各自与相应的开关状态相关联，其中每个开关状态可以与相应的预测多相输出电流相关联。期望多相输出电流和这些预测输出电流两者的数学变换(例如，α-β变换)用于识别哪些预测输出电流用于控制策略中，并因此识别哪些开关状态用于控制策略中。

具体来说，识别开关状态中的至少三个，其中这三个开关状态的数学变换限定包含期望输出电流的数学变换的区域。

因此，根据实施例的方法至少基于与每个开关状态相关联的预测输出电流的数学变换和矩阵变换器的期望输出电流的数学变换，选择将哪些开关状态用于控制策略中。

实施例允许以高保真度和可靠性增强对矩阵变换器的输出电流的控制。使用预测输出电流确定在控制策略中使用的开关状态使得能够快速且精确地确定要维持的控制策略。

对于所识别的多个开关状态中的每个开关状态，获得预测输出变换结果可以包括：对于每个开关状态，从所述矩阵变换器的仿真或数学模型和所述矩阵变换器的负载获得预测输出变换结果。

因此，实施例可包括查询或另外从矩阵变换器的仿真或数学模型(和相关联负载)确定与一个或多个开关状态相关联的预测输出电流。在实施例中，仿真或数学模型可以是表或数据集，所述表或数据集包括针对各种不同的可能负载和/或输入电流的每个开关状态的预测输出电流(或更优选地，预测输出电流的数学变换)。诸如电路仿真软件包等的其他仿真或数学模型对于技术人员来说是显而易见的。

对于所识别的多个开关状态中的每个开关状态，获得预测输出变换结果可选地包括：使用所述矩阵变换器的仿真或数学模型和所述矩阵变换器的负载来预测与所识别的多个开关状态中的每个开关状态相关联的所述矩阵变换器的输出电流；和对与每个开关状态相关联的预测输出电流执行数学变换，从而获得所识别的多个开关状态中的每个开关状态的预测输出变换结果。