[发明专利]一种三相-两相矩阵变换器的控制方法

权利要求书

1.一种三相-两相矩阵变换器的控制方法，其特征在于，

三相-两相矩阵变换器包括：

四组双向开关组，用于将三相交流输入转换为两相交流输出，四组所述双向开关组的输入端分别接三相输入，其中两组所述双向开关组的输出端作为两相输出端，另两组所述双向开关组的输出端分别作为补偿端和公共端；

补偿电感，一端与所述补偿端连接、另一端与所述公共端连接；

控制器，用于控制所述双向开关组中的双向开关按照预设规则导通与关闭；

该控制方法包括以下步骤：

获取所述三相-两相矩阵变换器的虚拟逆变电路的各扇区内的有效矢量占空比，其为：

其中，

M₁、M₂、M_L分别为第一输出侧的输出电压调制函数的调制系数、第二输出侧的输出电压调制函数的调制系数、补偿侧输出电压调制函数的调制系数，ω_o为输出角频率，为输出侧与补偿侧的初始相位，L为输出侧电感，R为输出侧电阻；δ为输出侧电压与电流的相位差，L_c为补偿电感；

获取所述三相-两相矩阵变换器的虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比；

根据所述虚拟逆变电路的各扇区内的有效矢量占空比和所述虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比，获取所述三相-两相矩阵变换器在一个开关周期内的有效矢量和零矢量占空比。

2.根据权利要求1所述的三相-两相矩阵变换器的控制方法，其特征在于，所述获取所述三相-两相矩阵变换器的虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比的步骤包括：

利用级联的输出电流外环和输入电流内环的双闭环控制获得矩阵变换器输入端电流dq轴分量期望值；其中，输出电流外环以两相输出侧的电流和补偿侧的电流的加权合成量作为控制量，且输出电流外环进行无静差调节后的输出作为所述输入电流内环的d轴有功电流期望值；

根据所述矩阵变换器输入端电流dq轴分量期望值获取所述三相-两相矩阵变换器的虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比。

3.根据权利要求2所述的三相-两相矩阵变换器的控制方法，其特征在于，所述输入电流内环的控制表达式为：

其中，为网侧电流dq轴分量期望值，为矩阵变换器输入端电流dq轴分量期望值，i_d、i_q为三相输入电流在dq坐标轴下的直流分量，ω_i为输入角频率，R_f为输入滤波电感等效电阻，C_f为输入滤波电容，e_d、e_q为三相输入电压在dq轴上的分量，k_ip和k_ii为无静差调节系数。

4.根据权利要求3所述的三相-两相矩阵变换器的控制方法，其特征在于，所述三相-两相矩阵变换器的虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比为：

其中，θ_r为虚拟整流电路输入端电流i_pa、i_pb、i_pc的空间矢量I_r所在扇区内的夹角；M_rec为虚拟整流电路的调制系数；为虚拟整流电路电流无静差调节后作dq/αβ变换后的量，I_dc为虚拟母线电流的直流分量，I_dc取常数。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述两相输出侧的电流和补偿侧的电流的加权合成量为：

其中，M₁为第一输出侧的输出电压调制函数的调制系数，ε为两相输出不对称度，δ为输出侧电压与电流的相位差，I₁为第一输出侧的电流基波幅值。

6.根据权利要求1所述的三相-两相矩阵变换器的控制方法，其特征在于，所述三相-两相矩阵变换器在一个开关周期内的有效矢量和零矢量对应的占空比为：

其中，d_αu～d_βw为有效矢量占空比；d₀为零矢量占空比，d_u、d_v和d_w为所述三相-两相矩阵变换器的虚拟逆变电路的各扇区内的有效矢量占空比，d_α和d_β为所述三相-两相矩阵变换器的虚拟整流电路的各扇区内的有效矢量占空比。