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专利号: 2020101526113
申请人: 西南交通大学
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:

1.一种三相—六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)六相输出线电压空间矢量调制;

(2)三相输入相电流空间矢量调制;

(3)三相—六相矩阵变换器空间矢量调制。

2.根据权利要求1所述一种三相—六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述六相输出线电压空间矢量调制包括以下步骤:(1)逆变环节VSI,其瞬时输出线电压的空间矢量由六相构成,它的表达式如下:(2)将输出线电压在每个开关周期内的平均值代入步骤(1)表达式,则在一个开关周期内,六相输出线电压的平均值合成的旋转矢量为:(3)虚拟直流环节的电压为Vdc,仿照三相两电平逆变器矢量空间的划分方法,六相输出线电压生成6个幅值为 且方向固定的空间矢量V1~V6,以及2个零矢量V0,电压矢量空间被这6个非零矢量六等分,每个部分对应一个扇区;

(4)根据矢量合成的平行四边形法则,输出线电压空间矢量 可由其所处扇区的两个相邻矢量Vα、Vβ及零电压矢量V0合成;开关周期为Ts,由图4可得到相邻电压矢量Vα、Vβ及零矢量作用的占空比分别为:dα=Tα/Ts=mvsin(π/3-θsv)dβ=Tβ/Ts=mvsinθsv

d0v=T0v/Ts=1-dα-dβ

式中,θsv为合成输出电压矢量相角,且0≤θsv≤π/3,mv为六相逆变环节的调制度,且则逆变环节输出的六相线电压平均值为:由输出线电流和开关函数矩阵,六相逆变部分的输入电流在开关周期Ts内的平均值为:

3.根据权利要求2所述一种三相-六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述输出线电压在每个开关周期内的平均值表达式为:

4.根据权利要求1所述一种三相-六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述三相输入相电流空间矢量调制包括以下步骤:(1)整流环节VSR,其负载为直流电流源,令ipn=Idc,仿照逆变环节的矢量空间划分及矢量构造方法,生成VSR三相输入相电流空间并合成输入相电流矢量;

(2)根据矢量合成的平行四边形法则,可得到相邻电流矢量Iα、Iβ及零矢量I0作用的占空比分别为:dμ=Tμ/Ts=mcsin(π/3-θsc)dv=Tv/Ts=mcsinθsc

d0c=T0c/Ts=1-dμ-dv

式中,θsc为合成输入电流矢量相角,且0≤θsc≤π/3,mc为三相整流环节的调制度,且则整流环节输入三相相电流平均值为:

5.根据权利要求1所述一种三相-六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述三相-六相矩阵变换器空间矢量调制包括以下步骤:(1)由逆变环节输出的六相线电压平均值与整流环节输入三相相电流平均值,在一个开关周期内,开关矩阵函数 变换为下式:将相邻电压矢量Vα、Vβ及零矢量作用的占空比和相邻电流矢量Iα、Iβ及零矢量I0作用的占空比代入步骤(1)表达式,则输出线电压为:由于vUV=vU–vV,vUW=vU–vW,则上式可等效变换为:式中,dαμ=dα·dμ=mvmcsin(π/3–θsv)sin(π/3–θsc),dαν=dα·dν=mvmcsin(π/3–θsv)sinθsc,dβμ=dβ·dμ=mvmcsinθsvsin(π/3–θsc),dβν=dβ·dν=mvmcsinθsvsinθsc,d0=1–dαμ–dαν–dβμ–dβν

由输入相电流iiPh、恒值电压、逆变环节输出的六相线电压平均值和整流环节输入三相相电流平均值得输入相电流为:

6.根据权利要求5所述一种三相—六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述开关矩阵函数 为:式中,m为调制度, 为输入功率因素角。

负载为感性负载,输出线电流为:

式中Iom为输出线电流幅值, 为感性负载在输出角频率ωo下的负载阻抗角;

由输出线电流、开关函数矩阵 及输入相电流iiPh得到一个开关周期内的输入相电流的平均值如下:

7.根据权利要求6所述一种三相—六相矩阵变换器的六相同步矢量调制方法,其特征在于,所述开关函数矩阵 它可拆解为两部分:等于 和 的乘积, 与三相输入电压的乘积为如下的恒值电压:

与上式中的恒值电压VC的乘积为角频率为ωo的六相交流电压。