[发明专利]基于负序调节器的矩阵变换器网侧低频谐波抑制方法

权利要求书

1.一种基于负序调节器的矩阵变换器网侧低频谐波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取输入电源(11)网侧电压，将网侧电压输入到第一坐标变换单元(1)进行计算后获得正序电流分量的旋转空间矢量角θ_p和负序电流分量的旋转空间矢量角θ_n；

获取网侧电流，将正序电流分量的旋转空间矢量角θ_p、负序电流分量的旋转空间矢量角θ_n和网侧电流分别输入到第二坐标变换单元(2)进行计算后获得网侧电流中的正序d轴电流分量、正序q轴电流分量、负序d轴电流分量和负序q轴电流分量；

将第一输出侧负载参考电流的幅值和三相-两相矩阵变换器(3-2MC)输出不对称度ε分别输入到正序与负序电流参考值获取单元(3)进行计算后获得网侧电流内环的正序d轴电流分量参考值、正序q轴电流分量参考值、负序d轴电流分量参考值和负序q轴电流分量参考值，计算公式为：

其中，为正序d轴电流分量参考值、为正序q轴电流分量参考值、为负序d轴电流分量参考值、为负序q轴电流分量参考值、为输出功率P_o中的直流分量、P_o为输出功率P_o中的交流分量、e_d为网侧电压的d轴分量值；

将正序d轴电流分量、正序q轴电流分量、正序d轴电流分量参考值和正序q轴电流分量参考值分别输入到正序PI调节器(4)获得矩阵变换器输入端正序d轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端正序q轴电流分量控制值，将负序d轴电流分量、负序q轴电流分量、负序d轴电流分量参考值和负序q轴电流分量参考值分别输入到负序PI调节器(5)获得矩阵变换器输入端负序d轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端负序q轴电流分量控制值，正序PI调节器(4)和负序PI调节器(5)用于分别进行正序和负序独立PI调节对网侧电流波形和功率因数进行控制；

将矩阵变换器输入端正序d轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端正序q轴电流分量控制值分别输入到第三坐标变换单元(6)进行计算后获得矩阵变换器输入端正序α轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端正序β轴电流分量控制值，将矩阵变换器输入端负序d轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端负序q轴电流分量控制值分别输入到第四坐标变换单元(7)进行计算后获得矩阵变换器输入端负序α轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端负序β轴电流分量控制值；

将矩阵变换器输入端正序α轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端负序α轴电流分量控制值分别输入到第一加法器(8)进行计算后获得矩阵变换器输入端α轴电流分量控制值，将矩阵变换器输入端正序β轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端负序β轴电流分量控制值分别输入到第二加法器(9)进行计算后获得矩阵变换器输入端β轴电流分量控制值；

将矩阵变换器输入端α轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端β轴电流分量控制值分别输入到占空比计算及开关组合控制单元(10)，并将输出调制函数ξ_o1和ξ_o2分别输入到占空比计算及开关组合控制单元(10)，进行占空比计算，获得开关信号以控制3-2MC中各开关管的工作状态，用以抑制网侧电流中低频谐波。

2.根据权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述正序PI调节器(4)的调节方程为：

其中，为正序d轴电流分量、为正序q轴电流分量、为矩阵变换器输入端正序d轴电流分量控制值、为矩阵变换器输入端正序q轴电流分量控制值、k_pp、k_pi为网侧电流内环正序PI调节器的比例和积分系数、ω_i为网侧电压角频率、C_f为输入侧滤波电容、e_q和e_d为网侧电压的q轴和d轴分量。

3.根据权利要求1或2所述的抑制方法，其特征在于，所述负序PI调节器(5)的调节方程为：

其中，为负序d轴电流分量、为负序q轴电流分量、为矩阵变换器输入端负序d轴电流分量控制值、为矩阵变换器输入端负序q轴电流分量控制值、k_np、k_ni为网侧电流内环负序PI调节器的比例和积分系数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制方法，其特征在于，所述占空比计算的步骤包括：

根据输出调制函数ξ_o1和ξ_o2，以输出调制函数ξ_o1和ξ_o2的过零点作为划分依据，将输出扇区划分为四个扇区，获得电压有效矢量的占空比为：

其中，M₁为第一输出侧调制系数、θ_i为输出电压空间矢量所在扇区内的扇区角；

根据矩阵变换器输入端α轴电流分量控制值和矩阵变换器输入端β轴电流分量控制值，将输入扇区划分为六个扇区，获得电流有效矢量的占空比为：

其中，M_rec为虚拟整流侧调制系数，M_rec≤1；θ_r为网侧电流空间矢量所在扇区内的扇区角；

计算获得间接双空间矢量调制下的各矢量占空比，计算公式为：

其中，T_αu、T_αv、T_βu、T_βv为有效矢量作用时间；T₀为零矢量作用时间；T_s为开关周期。