[发明专利]不平衡负载下五相六线制矩阵变换器控制方法

摘要

本发明公开了一种不平衡负载下五相六线制矩阵变换器控制方法,应用间接变换法，将五相六线制矩阵变换器等效为虚拟交‑直‑交结构，所述虚拟交‑直‑交结构包括虚拟整流级和虚拟逆变级，在此基础上，对其中的3×5部分应用传统的双空间矢量调制策略，并求出相应矢量组合的占空比，同时对中线桥臂单独采用PWM方法进行调制，分析、推导出中线桥臂的占空比，并控制负载中性点的电压为相应的零序电压，然后合理优化3×5部分和中线桥臂的开关顺序，使其在一个调制周期内的切换次数为最少。经验证，本发明方法在平衡和不平衡负载下均能使得五相六线制矩阵变换器获得正弦对称的五相负载电压。

主权项

1.一种不平衡负载下五相六线制矩阵变换器控制方法，其中，五相六线制矩阵变换器由十八个双向功率开关组成，所述十八个双向功率开关中的十五个将三相输入电源与五相负载相连，另外三个双向功率开关通过中线桥臂连接到负载中性点处，其中任意输入相通过其中六个双向功率开关与输出五相和中线桥臂相连，其特征是：应用间接变换法，将五相六线制矩阵变换器等效为虚拟交‑直‑交结构，所述虚拟交‑直‑交结构包括虚拟整流级和虚拟逆变级，在此基础上，对其中的3×5部分应用的双空间矢量调制策略，并求出相应矢量组合的占空比，同时对中线桥臂单独采用PWM方法进行调制，分析、推导出中线桥臂的占空比，并控制负载中性点的电压为相应的零序电压，然后合理优化3×5部分和中线桥臂的开关顺序，使其在一个调制周期内的切换次数为最少；所述占空比的函数表达式为：虚拟整流级占空比函数：式中，m_c为电流调制比；θ_c为输入电流扇区角；T_s为调制周期；T_μ、T_γ、T_0c和d_μ、d_γ、d_0c分别为对应矢量的时间和占空比；虚拟逆变级中五相桥臂的占空比函数为：式中，U_om为输出相电压幅值；θ_v为输出电压扇区角；u_pn为虚拟整流级输出的直流电压；M＝0.4；L＝0.8cos(π/5)；T_αL、T_αM、T_βL、T_βM、T_ov和d_αL、d_αM、d_βL、d_βM、d_ov分别为相应矢量的作用时间和占空比；η为同一方向上的中矢量与大矢量的相对比率；为了保证输出五相电压波形为正弦波，η应等于0.618；其中，所述3×5部分的矢量组合的占空比函数为：