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专利号: 2020112472278
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18开关型AC‑AC矩阵式变换器的调制方法,其特征在于:使用一种18开关型AC‑AC矩阵式变换器,其电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、双向开关组、三相负载,所述输入电源采用三相电源,负载为星型三相负载的连接形式,输入滤波器为三相LC型结构,双向开关组由9对双向开关管组成;

输入电源为三相电网电压ua、ub、uc,三相电网电压ua、ub、uc采用星型连接形式;三相LC型滤波器由第一滤波电感La、第二滤波电感Lb、第三滤波电感Lc、第一滤波电容Ca、第二滤波电容Cb、第三滤波电容Cc构成;第一滤波电感La、第二滤波电感Lb、第三滤波电感Lc的一端分别与三相电网电压ua、ub、uc连接,另一端分别和星型连接的三相电容Ca、Cb、Cc以及双向开关组连接;

双向开关组是由背靠背连接的Spal.a和Spah.a、背靠背连接的Spbl.a和Spbh.a、背靠背连接的Spcl.a和Spch.a、背靠背连接的Spal.b和Spah.b、背靠背连接的Spbl.b和Spbh.b、背靠背连接的Spcl.b和Spch.b、背靠背连接的Spal.c和Spah.c、背靠背连接的Spbl.c和Spbh.c、背靠背连接的Spcl.c和Spch.c9对双向开关管组成;单向开关管Spal.a、Spbl.a、Spcl.a的漏极相连接、单向开关管Spal.b、Spbl.b、Spcl.b的漏极相连接、单向开关管Spal.c、Spbl.c、Spcl.c的漏极相连接,形成三个连接点分别与三相输入LC型滤波器的输出端相连接;单向开关管Spah.a、Spah.b、Spah.c的漏极相连接、单向开关管Spbh.a、Spbh.b、Spbh.c的漏极相连接、单向开关管Spch.a、Spch.b、Spch.c的漏极相连接形成三个连接点分别和星型连接的三相负载R1、R2、R3相连接;

通过12扇区划分的电流型SVM调制方法获得6路基础调制信号,通过三组正弦信号和0比较获得3对电压极性选择信号,将6路基础调制信号和电压极性选择信号进行“与”组合逻辑运算,得到双向开关管的驱动信号;其步骤包括:步骤1,通过电流型12扇区划分的SVM调制方法获得的SVM1~SVM6的6路开关管驱动信号,将此6路信号作为基础调制信号;根据参考输入三相电流的自然换相点和过零点将输入三相电流划分为12个C型电流区间,C型电流区间是由自然换相点和相邻的过零点连接形成;在两相静止坐标系中,9个空间基本电流矢量和坐标轴将电流空间划分为12扇区;每个扇区中的电流矢量由该区域的两个基本有效矢量和零矢量合成;12扇区电流型SVM调制通过扇区划分、扇区判断、矢量作用时间计算、矢量合成顺序选择得到6路SVM信号,取其中驱+ ‑

动每一相桥臂上桥臂的3路SVM信号,记为SVM,每一相下桥臂的3路SVM信号,记为SVM;

步骤2,将彼此有120°相位差的三路正弦信号分别与0做比较,得到有120°相位差的占空比为0.5的3对极性选择信号H、L;将彼此有120°相位差的三路正弦信号分别与0做比较,正弦信号大于0时,正极性选择信号H为逻辑“1”,负极性选择信号L为逻辑“0”;正弦信号小于0时,正极性选择信号H为逻辑“0”,负极性选择信号为逻辑“1”;得到彼此有120°相位差的占空比为0.5的3对极性选择信号H、L;

步骤3,将基础调制信号SVM1~SVM6和极性选择信号H、L进行组合逻辑运算,最终获得

18路单向开关管的驱动信号;将得到彼此有120°相位差的占空比为0.5的3对极性选择信号+

H、L与步骤1中得到6路SVM信号进行“与”组合逻辑运算,SVM 分别和三个正极性选择信号H进行“与”组合逻辑运算得到9路驱动信号,包括Spal.a、Spbl.a、Spcl.a、Spal.b、Spbl.b、Spcl.b、Spal.c、‑ ‑

Spbl.c、Spcl.c,SVM 分别和三个负极性选择信号L进行“与”组合逻辑运算得到9路SVM驱动信号,包括Spah.a、Spbh.a、Spch.a、Spah.b、Spbh.b、Spch.b、Spah.c、Spbh.c、Spch.c;

通过“与”逻辑运算极性选择,双向开关管虚拟分解为单向可控的开关管,双向开关组的三组中每一组虚拟分解为输出正电压、输出负电压两组普通三相半桥电路;虚拟分解双向开关组,得到由Spal.a和Spah.a的体二极管、Spbl.a和Spbh.a的体二极管、Spcl.a和Spch.a的体二极管构成的A组正组三相半桥;得到由Spal.b和Spah.b的体二极管、Spbl.b和Spbh.b的体二极管、Spcl.b和Spch.b的体二极管构成的B组正组三相半桥;得到由Spal.c和Spah.c的体二极管、Spbl.c和Spbh.c的体二极管、Spcl.c和Spch.c的体二极管构成的C组正组三相半桥;得到由Spal.a的体二极管和Spah.a、Spbl.a的体二极管和Spbh.a、Spcl.a的体二极管和Spch.a构成的A组负组三相半桥;得到由Spal.b的体二极管和Spah.b、Spbl.b的体二极管和Spbh.b、Spcl.b的体二极管和Spch.b构成的B组负组三相半桥;得到由Spal.c的体二极管和Spah.c、Spbl.c的体二极管和Spbh.c、Spcl.c的体二极管和Spch.c构成的C组负组三相半桥;每一组均含有输入电源为三相电网电压ua、ub、uc,输入三相LC型滤波器为La、Lb、Lc,Ca、Cb、Cc以及三相星型负载R1、R2、R3;

所述18开关型AC‑AC矩阵式变换器的各组的正组三相半桥电路工作时,负组三相半桥的开关管全部关断,3对互补信号中的正极性选择信号H为高电平,负极性选择信号L为低电平;一种18开关型AC‑AC矩阵式变换器各组的负组三相半桥电路工作时,正组三相半桥的开关管全部关断,3对互补信号中的正极性选择信号H为低电平,负极性选择信号L为高电平。