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专利号: 2019111555891
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法,其特征在于,所述脉宽调制方法应用于一种电流型三相高频链矩阵式逆变器;所述电流型三相高频链矩阵式逆变器包括依次连接的全桥电流型高频逆变器、高频变压器T、三相矩阵式变换器、输出CL型滤波器以及负载;

所述全桥电流型高频逆变器包括直流电压源E、储能电感L、可控开关管S1、可控开关管S2、可控开关管S3以及可控开关管S4;所述三相矩阵式变换器包括可控开关管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以及可控开关管S5b;

所述输出CL型滤波器包括第一电容Cf1、第二电容Cf2、第三电容Cf3、第一电感Lf1、第二电感Lf2以及第三电感Lf3;所述负载包括第一负载R1、第二负载R2以及第三负载R3;

所述直流电压源E的正极与所述储能电感L的一端相连;所述储能电感L的另一端分别与所述可控开关管S1的集电极、所述可控开关管S3的集电极相连;所述直流电压源E的负极分别与所述可控开关管S2的发射极、所述可控开关管S4的发射极相连;所述可控开关管S1的发射极分别与所述高频变压器T原边的一端、所述可控开关管S2的集电极相连;所述可控开关管S3的发射极分别与所述高频变压器T原边的另一端、所述可控开关管S4的集电极相连;

所述高频变压器T副边的一端分别与所述可控开关管S1a的集电极、所述可控开关管S3a的集电极、所述可控开关管S5a的集电极相连;所述变压器T副边的另一端分别与所述可控开关管S1b的集电极、所述可控开关管S3b的集电极、所述可控开关管S5b的集电极相连;

所述可控开关管S1a的发射极与所述可控开关管S4b的发射极相连,所述可控开关管S3a的发射极与所述可控开关管S6b的发射极相连,所述可控开关管S5a的发射极与所述可控开关管S2b的发射极相连;所述可控开关管S1b的发射极与所述可控开关管S4a的发射极相连,所述可控开关管S3b的发射极与所述可控开关管S6a的发射极相连,所述可控开关管S5b的发射极与所述可控开关管S2a的发射极相连;所述可控开关管S4a的集电极与所述可控开关管S4b的集电极相连;所述可控开关管S6a的集电极与所述可控开关管S6b的集电极相连;所述可控开关管S2a的集电极与所述可控开关管S2b的集电极相连;

所述可控开关管S4a的集电极与所述可控开关管S4b的集电极相连后分别与所述第一电容Cf1的一端、所述第一电感Lf1的一端相连;所述可控开关管S6a的集电极与所述可控开关管S6b的集电极相连后分别与所述第二电容Cf2的一端、所述第二电感Lf2的一端相连;所述可控开关管S2a的集电极与所述可控开关管S2b的集电极相连后分别与所述第三电容Cf3的一端、所述第三电感Lf3的一端相连;所述第一电容Cf1的另一端分别与所述第二电容Cf2的另一端、所述第三电容Cf3的另一端相连;

所述第一电感Lf1的另一端与所述第一负载R1的一端相连;所述第二电感Lf2的另一端与所述第二负载R2的一端相连;所述第三电感Lf3的另一端与所述第三负载R3的一端相连;

所述第一负载R1的另一端分别与所述第二负载R2的另一端、所述第三负载R3的另一端相连;

所述脉宽调制方法包括:

高频变压器T原边的全桥电流型高频逆变器在高频方波驱动下将直流电流变换为高频方波电流;

所述全桥电流型高频逆变器在高频方波驱动下将直流电流变换为高频方波电流,具体包括:

采用一对具有重叠导通时间的占空比大于50%的高频方波驱动所述高频变压器T原边的所述全桥电流型高频逆变器,令所述可控开关管S1、所述可控开关管S4和所述可控开关管S2、所述可控开关管S3交替导通,将直流电压源E输出的直流电流变换为高频方波电流;

所述高频变压器T副边输出电流为零时,所述高频变压器T副边的可控开关管动作,可避免因切断变压器漏感电流流通路径而产生的过电压尖峰;

三相矩阵式变换器将所述高频变压器T副边输出的所述高频方波电流转换成低频脉动电流;

所述三相矩阵式变换器将所述高频变压器T副边输出的所述高频方波电流转换成低频脉动电流,具体包括:

将所述三相矩阵式变换器等效分解为两组普通的电流型三相逆变器,分别为正组逆变器和负组逆变器;所述正组逆变器包括可控开关管S1a、可控开关管S2a、可控开关管S3a、可控开关管S4a、可控开关管S5a以及可控开关管S6a;所述负组逆变器包括可控开关管S1b、可控开关管S2b、可控开关管S3b、可控开关管S4b、可控开关管S5b以及可控开关管S6b;

每组所述电流型三相逆变器采用普通电流型三相逆变器120°调制方法,所述正组逆变器和所述负组逆变器的驱动信号通过与逻辑合成,使所述正组逆变器工作时,所述负组逆变器的可控开关管全部关断;所述负组逆变器工作时,所述正组逆变器的可控开关管全部关断,将所述高频变压器T输出的所述高频方波电流转换成低频脉动电流;

输出CL滤波器将所述低频脉动电流转换为三相工频正弦电流给负载供电。

2.根据权利要求1所述的脉宽调制方法,其特征在于,所述可控开关管S1、所述可控开关管S4和所述可控开关管S2、所述可控开关管S3的重叠导通角度为θ,其取值范围为0°<θ<180°。

3.根据权利要求2所述的脉宽调制方法,其特征在于,在一个开关周期Ts时间内,所述可控开关管S1、所述可控开关管S4和所述可控开关管S2、所述可控开关管S3的共同导通时间为Tcom=Ts*2θ/360°。