[发明专利]三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法有效
| 申请号： | 201910234179.X | 申请日： | 2019-03-26 |
| 公开（公告）号： | CN109787493B | 公开（公告）日： | 2020-10-16 |
| 发明（设计）人： | 吴凤江;王贵忠;侯英伟;李洪波;张国庆;于文斌;郭志忠 | 申请（专利权）人： | 哈工大（张家口）工业技术研究院;哈尔滨工业大学 |
| 主分类号： | H02M7/219 | 分类号： | H02M7/219;H02M1/12 |
| 代理公司： | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人： | 毕雅凤 |
| 地址： | 075421 河北省*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 三相 单级式 ac dc 变换器 双周 电流 调制 方法 | ||
1.三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法，三相单级式AC-DC变换器包括级联的交流侧的三相LC滤波器、三相矩阵变换器、隔离变压器和桥式变换器；
其特征在于，双周期电流解耦调制方法的具体过程为：
S1、通过锁相环获得三相电网电压的相角；
S2、根据相角所在的区间，获得相对应的扇区号，计算电压转换比，获得一个控制周期内两个开关周期三相矩阵变换器的桥臂的工作状态；
S3、获得一个控制周期内两个开关周期的三相矩阵变换器的高频交流输出电压等于零的时间、桥式变换器的交流输入侧电压等于零的时间、三相矩阵变换器高频交流输出电压上升沿超前于桥式变换器交流输入侧电压上升沿的时间，实现两个开关周期瞬时变压器电流的解耦。
2.根据权利要求1所述的三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法，其特征在于，三相矩阵变换器由双向开关Sb1、Sb2、Sb3、Sb4、Sb5和Sb6构成三相桥式电路，Sb1和Sb2串联连接作为A相桥臂，Sb3和Sb4串联连接作为B相桥臂，Sb5和Sb6串联连接作为C相桥臂。
3.根据权利要求2所述的三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法，其特征在于，S1所述通过锁相环获得三相电网电压的相角的具体过程为：
设置一个周期为TS的锯齿波作为载波，一个控制周期内包括两个周期锯齿波，分别为第一开关周期和第二开关周期，在每个控制周期的起始时刻，采集三相电网的电压eA、eB、eC，采集输出直流电压Vdc，通过锁相环获得三相电网电压的幅值和相角θ。
4.根据权利要求3所述的三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法，其特征在于，S2所述根据相角所在的区间，获得扇区号的取值、电压转换比和一个控制周期内两个开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂的具体方法为：
隔离变压器的变比为n；根据相角θ所在的区间，获得扇区号N的取值、电压转换比k、一个控制周期内两个开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂：
当相角的区间为扇区号N的取值为1；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为A相桥臂和B相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为A相桥臂和C相桥臂，电压转换比k为
当相角的区间为扇区号N的取值为2；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为A相桥臂和C相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为B相桥臂和C相桥臂，电压转换比k为
当相角的区间为扇区号N的取值为3；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为B相桥臂和C相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为B相桥臂和A相桥臂，电压转换比k为
当相角的区间为扇区号N的取值为4；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为B相桥臂和A相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为C相桥臂和A相桥臂，电压转换比k为
当相角的区间为扇区号N的取值为5；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为C相桥臂和A相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为C相桥臂和B相桥臂，电压转换比k为
当相角的区间为扇区号N的取值为6；
第一开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为C相桥臂和B相桥臂，电压转换比k为
第二开关周期工作的三相矩阵变换器的桥臂为A相桥臂和B相桥臂，电压转换比k为
5.根据权利要求4所述的三相单级式AC-DC变换器的双周期电流解耦调制方法，其特征在于，S3的具体过程为：
设置交流侧电网输出电流幅值参考值各扇区的第一开关周期的电流参考值iN*和第二开关周期的电流参考值iN+1*分别为：
分别获得第一开关周期和第二开关周期的临界电流：
所述Lleak表示电感；
分别获得第一开关周期的三相矩阵变换器的高频交流输出电压等于零的时间D11TS、桥式变换器的交流输入侧电压等于零的时间D12TS、三相矩阵变换器高频交流输出电压上升沿超前于桥式变换器交流输入侧电压上升沿的时间
当k＞1，并且iN*≤ilinecri1时：
D12＝1+k(D11-1)；
当k＞1，并且iN*＞ilinecri1时：
当k≤1，并且iN*≤ilinecri2时：
D12＝1+k(D11-1)；
当k≤1，并且iN*＞ilinecri2时：
D12＝1+k(D11-1)；
分别获得第二开关周期的三相矩阵变换器的高频交流输出电压等于零的时间D21TS、桥式变换器的交流输入侧电压等于零的时间D22TS、三相矩阵变换器高频交流输出电压上升沿超前于桥式变换器交流输入侧电压上升沿的时间
当k＞1，并且iN+1*≤ilinecri1时：
D22＝1+k(D11-1)；
D22＝1+k(D11-1)；
当k＞1，并且iN+1*＞ilinecri1时：
当k≤1，并且iN+1*≤ilinecri2时：
D22＝1+k(D21-1)；
当k≤1，并且iN+1*＞ilinecri2时：
D22＝1+k(D21-1)；
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