一种单相电流型AC/DC/AC变换器及其调制方法与流程

技术特征：

1.一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：包括输入电源部分(1)，以及与通过控制IGBT功率器件通/断而实现整流和逆变功能的开关桥臂(2)并联到所述输入电源部分(1)中的缓冲滤波电路(3)，所述开关桥臂(2)中连接有输出和负载电路(4)。

2.如权利要求1的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述开关桥臂(2)包括依次并联接入到所述输入电源部分(1)的子开关桥臂A、子开关桥臂B和子开关桥臂C。

3.如权利要求2的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述子开关桥臂A包括依次串联的两个开关单元，所述开关单元包括依次串联的IGBT功率器件和二极管，且所述子开关桥臂A、子开关桥臂B和子开关桥臂C具有相同的结构。

4.如权利要求3的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述输入电源部分(1)包括单相输入电源(11)和输入滤波器(12)，所述输入滤波器(12)为二阶LC低通滤波器，所述输入滤波器(12)包括滤波电感和滤波电容；所述滤波电感与所述单相输入电源(11)串联后与所述滤波电容并联，所述滤波电容的一端与所述开关桥臂A两个开关单元之间的节点相连，其另一端与所述开关桥臂B两个开关单元之间的节点相连。

5.如权利要求1的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述缓冲滤波电路(3)包括串联的非对称H桥电路(31)和直流滤波电感(32)。

6.如权利要求5的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述非对称H桥电路(31)包括第七IGBT功率器件和第八IGBT功率器件、第七二极管和第八二极管，以及一个解耦电容；

解耦电容的一端与第八IGBT功率器件的集电极和第七二极管的负极相连，另一端与第七IGBT功率器件的发射极以及第八二极管的正极相连；

第七二极管的正极和第七IGBT功率器件的集电极均与所述开关桥臂(2)的一端相连；

第八二极管的负极和第八IGBT功率器件的发射极均与所述直流滤波电感(32)的一端相连，所述直流滤波电感(32)与所述开关桥臂(2)的另一端相连。

7.如权利要求3的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其特征在于：所述输出和负载电路(4)包括并联接入电路的负载(41)和输出滤波器(42)，所示输出和负载电路(4)的一端与所述开关桥臂B两个开关单元之间的节点相连，另一端与所述开关桥臂C两个开关单元之间的节点相连。

8.一种调制如权利要求1所述的单相电流型AC/DC/AC变换器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

ST1、通过控制变换器的开关桥臂(2)的IGBT功率器件的通/断状态，得到变换器不同的运行状态及与运行状态一一对应的电流矢量；

ST2、根据所需要合成的输入、输出参考电流将笛卡尔空间划分成不同的矢量扇区；

ST3、根据所述参考电流得到笛卡尔空间坐标系下的参考电流矢量

ST4、根据所述参考电流矢量I_ref所在的矢量扇区，计算所对应的电流矢量的占空比，以控制对应的运行状态的导通时间。

9.如权利要求8的一种单相电流型AC/DC/AC变换器调制方法，其特征在于，所述开关桥臂(2)包括第一IGBT功率器件、第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件、第四IGBT功率器件、第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件，步骤ST1中所述运行状态与该运行状态的电流矢量一一对应，具体内容如下：

电流矢量1对应运行状态1，运行状态1对应第一IGBT功率器件和第四IGBT功率器件导通，第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件、第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量2对应运行状态2，运行状态2对应第二IGBT功率器件和第三IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第四IGBT功率器件、第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量3对应运行状态3，运行状态3对应第四IGBT功率器件和第五IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量4对应运行状态4，运行状态4对应第三IGBT功率器件和第六IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第二IGBT功率器件、第四IGBT功率器件和第五IGBT功率器件关断；

电流矢量5对应运行状态5，运行状态5对应第一IGBT功率器件和第六IGBT功率器件导通，第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件、第四IGBT功率器件和第五IGBT功率器件关断；

电流矢量6对应运行状态6，运行状态6对应第二IGBT功率器件和第五IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第三IGBT功率器件、第四IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量7对应运行状态7，运行状态7对应第一IGBT功率器件和第二IGBT功率器件导通，第三IGBT功率器件、第四IGBT功率器件、第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量8对应运行状态8，运行状态8对应第三IGBT功率器件和第四IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第二IGBT功率器件、第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件关断；

电流矢量9对应运行状态9，运行状态9对应第五IGBT功率器件和第六IGBT功率器件导通，第一IGBT功率器件、第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件和第四IGBT功率器件关断。

10.如权利要求9的一种单相电流型AC/DC/AC变换器调制方法，其特征在于，步骤ST4中所述根据所述参考电流矢量I_ref所在的矢量扇区，计算所对应的电流矢量的占空比的具体内容包括：

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅰ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量1的占空比，d_n为电流矢量3的占空比，d₀为电流矢量8的占空比；

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅱ时，d_n＝I_refsinθ/i_dc，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量3的占空比，d_n为电流矢量6的占空比，d₀为电流矢量9的占空比；

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅲ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量6的占空比，d_n为电流矢量2的占空比，d₀为电流矢量7的占空比；

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅳ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量2的占空比，d_n为电流矢量4的占空比，d₀为电流矢量8的占空比；

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅴ时，d_n＝I_refsinθ/i_dc，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量4的占空比，d_n为电流矢量5的占空比，d₀为电流矢量9的占空比；

当参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅵ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量5的占空比，d_n为电流矢量1的占空比，d₀为电流矢量7的占空比；

其中，d_m、d_n和d₀分别为参考电流矢量I_ref所在矢量扇区时的相关电流矢量的占空比，为参考输入电流，为参考输出电流，i_dc为直流母线电流，I_ref为参考电流矢量I_ref的幅值，θ为参考电流矢量I_ref与所在矢量扇区参考的电流矢量的夹角。