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专利号: 2018114331031
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移相型三相高频链矩阵式逆变器拓扑结构,其特征在于,包括全桥逆变器、变压器T、矩阵变换器、LC型滤波器,各部件依次连接构成;

其中,所述全桥逆变器由直流输入电压Ui、可控开关管S1、可控开关管S2、可控开关管S3、可控开关管S4、二极管DC1、二极管DC2、电感Lr组成;

所述矩阵变换器由可控开关管S1a、可控开关管S4b、可控开关管S4a、可控开关管S1b、可控开关管S3a、可控开关管S6b、可控开关管S6a、可控开关管S3b、可控开关管S5a、可控开关管S2b、可控开关管S2a、可控开关管S5b组成;

所述LC型滤波器由第一电感Lf1、第二电感Lf2、第三电感Lf3、第一电容Cf1、第二电容Cf2、第三电容Cf3、负载R1、负载R2、负载R3组成;

所述直流输入电压Ui的正极分别与可控开关管S1的集电极、二极管DC1的正极、可控开关管S3的集电极相连,所述直流输入电压Ui的负极分别与可控开关管S2的发射极、二极管DC2的负极、可控开关管S4的发射极相连;

可控开关管S1的发射极分别与电感Lr的一端、可控开关管S2的集电极相连;可控开关管S3的发射极分别与变压器T原边一端、可控开关管S4的集电极相连,电感Lr的另一端分别与二极管DC1的负极、二极管DC2的正极、变压器T原边的另一端相连;

变压器T副边的一端分别与可控开关管S1a的集电极、可控开关管S3a的集电极、可控开关管S5a的集电极相连,变压器T副边的另一端分别与可控开关管S1b的集电极、可控开关管S3b的集电极、可控开关管S5b的集电极相连;可控开关管S1a的发射极与可控开关管S4b的发射极相连,可控开关管S3a的发射极与可控开关管S6b的发射极相连,可控开关管S5a的发射极与可控开关管S2b的发射极相连;

可控开关管S1b的发射极与可控开关管S4a的发射极相连,可控开关管S3b的发射极与可控开关管S6a的发射极相连,可控开关管S5b的发射极与可控开关管S2a的发射极相连;

可控开关管S4a的集电极与可控开关管S4b的集电极相连后与第一电感Lf1一端相连,第一电感Lf1另一端与第一电容Cf1一端、负载R1一端相连,负载R1另一端分别与负载R2、负载R3相连;第一电容Cf1另一端分别与第二电容Cf2、第三电容Cf3、负载R1、负载R2、负载R3相连;

可控开关管S6a的集电极与可控开关管S6b的集电极相连后与第二电感Lf2一端相连,第二电感Lf2另一端与第二电容Cf2、负载R2一端相连,负载R2另一端分别与负载R1、负载R3相连;

第二电容Cf2另一端分别与第一电容Cf1、第三电容Cf3、负载R1、负载R2、负载R3相连;

可控开关管S2a的集电极与可控开关管S2b的集电极相连后与第三电感Lf3一端相连,第三电感Lf3另一端与第三电容Cf3、负载R3一端相连,负载R3另一端分别与负载R1、负载R2相连;

第三电容Cf3另一端分别与第一电容Cf1、第二电容Cf2、负载R1、负载R2、负载R3相连。

2.一种根据权利要求1所述移相型三相高频链矩阵式逆变器拓扑结构调制的调制方法,其特征在于:移相型矩阵式逆变器采用占空比变化的PWM控制,所述可控开关管S1、可控开关管S4组成的桥臂和可控开关管S2、可控开关管S3组成的桥臂交替导通;串联谐振电感实现开关管的零电压开关;变压器T的原边与两个钳位二极管相连端的电压被钳位二极管钳位在0与Ui之间;变压器T后级的矩阵变换器等效为两组普通的电压型逆变器进行解结耦控制,依据电压型解结耦逻辑调制电路对可控开关管S1a~可控开关管S6a、可控开关管S1b~可控开关管S6b进行控制,将变压器T输出的高频谐振电流转换低频脉动电流。

3.根据权利要求2所述的移相调制方法,其特征在于:采用占空比中的单极性移相控制的θ角是不断变化的,在调制度为m的情况下,其中o

在一个开关周期Ts时间内,可控开关管S1与S4、S2与S3的共同导通时间为:Tcom=Ts(180°‑θ)/

360°。

4.根据权利要求2所述的调制方法,其特征在于:变压器T后级的矩阵变换器采用电压型解结耦控制,将矩阵变换器开关管分解成正负两组,即可控开关管S1a∽S6a和可控开关管S1b∽S6b,正组开关管工作时负组开关管全部导通,而负组开关管工作时正组全部导通,后级矩阵变换器等效成两组普通电压型逆变器。