[发明专利]双Trans-准Z源网络三电平间接矩阵变换器的载波PWM调制方法

说明书

本发明是一种双Trans‑准Z源网络三电平间接矩阵变换器的载波PWM调制方法，其特点是，对于整流级，将输入相电压划分为六个扇区，选取每个扇区中极性为正且幅值最大的两个线电压合成输出电压，以达到整流级最大电压调制比；对于Trans‑准Z源网络，在开关周期中插入直通时间，以达到升压的目的；对于逆变级，采用基于SVPWM的载波PWM调制方法，通过判断电压大小，得到逆变级的调制波，再通过和载波比较获得各开关的驱动信号；其有益效果是：采用正负小矢量对称分布，且由于拓扑特点无中矢量，使中点电位更加平衡；无需判断扇区和计算占空比，只涉及三相电压的值运算，大大降低了计算量和软、硬件实现难度。

技术领域

本发明涉及到电力电子领域，具体的说，是一种双Trans-准Z源网络三电平间接矩阵变换器的载波PWM调制方法。

背景技术

现有技术的间接矩阵变换器作为一种“绿色”的变频器，广泛应用于电机驱动系统中。其优点有拓扑结构简单，可四象限运行，无中间直流储能环节、可通过控制维持输入侧单位功率因数等。逆变级选择三电平的拓扑结构，可降低功率开关元件的电压应力，降低元件耐压要求，并提高输出电压电流波形质量。现如今，三电平间接矩阵变换器通常使用SVPWM作为调制算法，但七段式的SVPWM调制方法会导致中点电压不平衡，加入对中点电位的补偿算法后的计算量过大，硬件计算能力受限，实现困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于双Trans-准Z源三电平间接矩阵变换器的载波PWM调制方法，只需对三相参考电压进行数值运算，无需传统SVPWM算法中的大量三角函数运算，大大降低了计算量和软、硬件实现难度。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种双Trans-准Z源网络三电平间接矩阵变换器的载波PWM调制方法，所述的双Trans-准Z源网络三电平间接矩阵变换器包括整流级、双Trans-准Z源网络和逆变级；整流级是由六组双向功率开关S′_ap、S′_an、S′_bp、S′_bn、S′_cp、S′_cn构成的三相桥式整流电路，双Trans-准Z源网络是由两个输入电感L₁₁、L₁₂、四个耦合电感L₁₂、L₁₃、L₂₂、L₂₃、四个电容C₁₁、C₁₂、C₂₁、C₂₂、两个二极管VD₁、VD₂构成的电路，逆变级是由十组功率开关S_P1、S_P2、S_N1、S_N2、S_AP、S_AN、S_BP、S_BN、S_CP、S_CN构成的三电平逆变电路；对所述的整流级，将三相输入相电压的周期划分为六个扇区，在每个扇区内选择两个最大且极性为正的线电压来合成输出直流母线电压，使输入相电压利用率达到最大；对所述的逆变级，根据最近三矢量原则和伏秒平衡原理，求得各基本矢量的占空比；对所述的双Trans-准Z源网络，在调制周期中插入直通状态时间，实现其升压功能；其特征在于：

(1)采用变斜率载波PWM方法进行调制，载波u_tri的周期与调制周期相同；一个载波周期内，在(0,d_αT_s)时间内，载波值从0变化至1，在(d_αT_s,T_s)时间内，载波值由1变化至0，具体表达式为：

式中，T_s为载波u_tri的周期；