矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法_3

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为采用对应于输出相电流1〇的极性的换流模式对每个输出相执行的 换流法。该里,作为换流控制部23执行的电流换流法的一个例子,说明四步电流换流法。
[0074] 在四步电流换流法中,为防止输入相间短路和输出相间开路,根据输出相电流1〇 的极性,按照由下面第一至第四步骤构成的换流模式进行换流控制。
[00巧]第一步骤;断开构成切换源的双向开关Sw的开关元件中的、导通方向与输出相电 流lo的极性为相反极性的开关元件。
[0076] 第二步骤:接通构成切换目标的双向开关Sw的开关元件中的、导通方向与输出相 电流1〇的极性为相同极性的开关元件。
[0077] 第H步骤;断开构成切换源的双向开关Sw的开关元件中的、导通方向与输出相电 流1〇的极性为相同极性的开关元件。
[0078] 第四步骤:接通构成切换目标的双向开关Sw的开关元件中的、导通方向与输出相 电流1〇的极性为相反极性的开关元件。
[0079] 图4是表示在1〇〉0时,由四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转变 的图。开关元件Swlp、Swln分别为切换源的双向开关Sw的开关元件Swa、Swb。开关元件 Sw化、Sw化分别为切换目标的双向开关Sw的开关元件Swa、Swb。vl、v2为输入相电压Vi, 呈vl〉v2的关系。
[0080] 如图4所示,在1〇〉0时,由PWM控制指令V〇r指定的输入相电压Vi从vl切换为 v2时,输出相电压Vo在第H步骤的执行时刻(时刻t3)切换。另外,在1〇〉0时,由PWM控 制指令Volt指定的输入相电压Vi从v2切换为vl时,输出相电压Vo在第二步骤的执行时 亥IJ (时刻域切换。
[008。 图5是表示在10〉0时,由四步电流换流法进行的PWM控制指令V0r、输出相电压 Vo与载波Sc之间的关系的图。如图5所示,在由PWM控制指令V0r指定的输入相电压Vi 的切换时刻,输出相电压Vo不切换。
[0082] 目P,从时刻tal、ta2到第H步骤的执行时刻,输出相电压Vo切换,从时刻ta3、ta4 到第二步骤的执行时刻,输出相电压Vo切换。因而,在载波Sc的一周期Tsc中,输出相电 压Vo相对于PWM控制指令Vo r产生巧P-En) X Td2/Tsc的误差。
[0083] 另外,在1〇<0时,向输出相输出的输入相电压Vi的切换时刻与1〇〉0的情况不同。 图6是表示在1〇<0时,由四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的图。
[0084] 如图6所示,在1〇<0时,由PWM控制指令Vol*指定的输入相电压Vi从vl切换为 v2时,输出相电压Vo在第二步骤的执行时刻(时刻t2)切换。另外,在1〇<0时,由PWM控 制指令Volt指定的输入相电压Vi从v2切换为vl时,输出相电压Vo在第H步骤的执行时 亥IJ (时刻城切换。
[00财图7是表示在10<0时,由四步电流换流法进行的PWM控制指令V0r、输出相电压 Vo与载波Sc之间的关系的图。如图7所示,与10〉0的情况相同,在10<0时,在由PWM控制 指令Volt指定的输入相电压Vi的切换时刻,输出相电压Vo不切换。
[0086] 目P,从时刻tal、ta2到第二步骤的执行时刻,输出相电压Vo切换,从时刻ta3、ta4 到第H步骤的执行时刻,输出相电压Vo切换。因而,在载波Sc的一周期Tsc中,输出相电 压Vo相对于PWM控制指令V〇r产生-巧p-En) XTd2/Tsc的误差。
[0087] 该样在采用电流换流法进行的换流控制中,输出相电压Vo的变化时刻在电压上 升时(v2 - vl)与电压下降时(VI-四不同。因此,输出相电压Vo相对于PWM控制指令 V〇r产生误差(下面记为输出电压误差Voerr),另外,输出电压误差Voerr的极性也因输 出相电流1〇的极性不同而不同。
[0088] [2. 1. 2、电压换流法]
[0089] 电压换流法为采用对应于输入相电压化、Es、化的大小关系的换流模式而执行的 换流法。该里,作为换流控制部23执行的电压换流法的一个例子,说明四步电压换流法。
[0090] 在四步电压换流法中,为防止输入相间短路和输出相开路,根据输入相电压化、 Es、化的大小关系,按照由下面第一至第四步骤构成的换流模式进行换流控制。所述四步 电压换流法的换流模式是不依赖于输出相电流1〇的极性的换流模式。
[0091] 第一步骤;接通切换目标的被反向偏压的开关元件。
[0092] 第二步骤;断开切换源的被反向偏压的开关元件。
[0093] 第H步骤;接通切换目标的被正向偏压的开关元件。
[0094] 第四步骤;断开切换源的被正向偏压的开关元件。
[0095] 此外,在开关元件Swa中,将即将进行换流控制之前的输入侧电压低于输出侧电 压的状态称为反向偏压,将即将进行换流控制之前的输入侧电压高于输出侧电压的状态称 为正向偏压。。另外,在开关元件Swb中,将即将进行换流控制之前的输入侧电压低于输出 侦祀压的状态称为正向偏压,将即将进行换流控制之前的输入侧电压高于输出侧电压的状 态称为反向偏压。
[0096] 图8及图9是表示由四步电压换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的图。 开关元件Swlp、Swln、Sw化、Sw化和电压vl、v2与图4及图6相同。
[0097] 如图8所示,在1〇〉0时,由PWM控制指令V〇r指定的输入相电压Vi从vl切换为 v2时,输出相电压Vo在第二步骤的执行时刻(时刻t2)切换。另外,在1〇〉0时,由PWM控 制指令Volt指定的输入相电压Vi从v2切换为vl时,输出相电压Vo在第H步骤的执行时 亥IJ (时刻城切换。因而,与电流换流法中1〇<0的情况(参照图7)相同,电压换流法中 1〇〉0时的输出电压误差Voerr也为-巧p-En) XTd2/Tsc。
[009引如图9所示,在10<0时,由PWM控制指令V0r指定的输入相电压Vi从vl切换为 v2时,输出相电压Vo在第H步骤的执行时刻(时刻t3)切换。另外,在10<0时,由PWM控 制指令V0r指定的输入相电压Vi从v2切换为VI时,输出相电压Vo在第二步骤的执行时 亥IJ (时刻域切换。因而,与电流换流法中10〉0的情况(参照图。相同,电压换流法中 10<0时的输出电压误差Voerr也为巧p-En) XTd2/Tsc。
[0099] 该样在采用电压换流法进行的换流控制中,输出相电压Vo的变化时刻在电压上 升时(v2 - vl)与电压下降时(VI - v2)不同。因此,产生相对于PWM控制指令V〇r的输 出电压误差Voerr,另外,输出电压误差Voerr的极性也因输出相电流1〇的极性不同而不 同。另外,相对于输出相电流1〇的极性,电压换流法与电流换流法中输出电压误差Voerr 的极性不同。
[0100] [2. 2、电力转换的调制方式]
[0101] 作为由控制信息生成部22执行的调制方式,例如有两相调制法和H相调制法。控 制信息生成部22基于存储在设定信息存储部20中的调制法参数Pm,选择两相调制法及H 相调制法的一方,并生成对应于所选择的调制法的控制信息Tru、T;rv、Trw。例如,控制信息 生成部22在化=0时选择两相调制法,在化=1时选择H相调制法。
[0102] 控制信息生成部22采用对应于调制法参数化的调制方式,使用空间矢量法,对用 于规定PWM控制的脉冲宽度的输出矢量的比率进行运算。下面按空间矢量法、两相调制法、 H相调制法的顺序进行说明。
[0103] [2. 2. 1、空间矢量法]
[0104] 对于R相、S相及T相而言,最大电压相设为P、最小电压相设为N、中间电压相设 为M,能如图那样表示输出电压空间矢量。图10是表示输出电压空间矢量的一例的图。
[0105] 在图10中,使用矢量表达方式,将U相、V相及W相的输出相中某一相连接在最大 电压相P、剩余的相连接在最小电压相N的状态标记为"a矢量"。另外,使用矢量表达方式 将输出相中某一相连接在最小电压相N、剩余的相连接在最大电压相P的状态标记为"b矢 量"。例如,将使U相连接在最大电压
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