一种三相-五相矩阵变换器的双电压调制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交流电能变换装置技术领域，具体设及一种=相-五相矩阵变换器的 双电压调制方法。
【背景技术】
[0002] 目前，S相-五相矩阵变换器的最热口调制方法是空间矢量调制策略和载波PWM调 制策略。空间矢量调制策略是通过对输入电流和输出相电压进行扇区划分，并根据所在扇 区选择合适的矢量来合成参考输出电压矢量;载波PWM调制策略的应用主要是用于=相-五 相双级矩阵变换器中，在矩阵变换器中应用较少，它是根据空间矢量调制得到的各个矢量 的占空比，计算其调制信号，并与合适的载波信号比较得到每个功率开关的驱动信号，操作 简单，且不需要对逆变侧输出相电压进行复杂的扇区划分，简化了程序编写的复杂性。
[0003] 然而，空间矢量调制策略有一定的局限性，当=相输入相电压不平衡或发生崎变 时，采用空间矢量调制时得到的输出电流波形不再是正弦波形，而含有大量的多次谐波，此 时需要对空间矢量调制策略进行相应的改进，对输入相电压实时采样，并在输入侧注入一 定的负序分量来解决运一问题。通过对载波PWM调制策略进行改进也可W使得立相-五相双 级矩阵变换器在输入相电压不平衡或发生崎变的条件下能得到良好的输入和输出波形。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方 法，意在解决=相-五相矩阵变换器在输入不平衡工况下输出波形产生崎变的问题。
[0005] 解决其技术问题采用的技术方案是，一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方 法，其中，=相-五相矩阵变换器由十五个功率开关组成，所述十五个功率开关将=相输入 电压源与五相负载相连，其中任意一相负载通过其中=个功率开关与=相输入相连;其特 征在于:根据双电压调制原理，把输入电压的周期划分为六个区间，输出电压的周期划分为 二十个区间，在每个输入电压区间内选择两个最大且极性为正的线电压和零电压用来合成 输出线电压;在每个输出电压区间内选择适当的四个极性为正的线电压作为被合成的输出 线电压，根据输入电压和输出电压所在区间合理选择原点开关，构造开关调制函数式，求出 相应的占空比函数，并对求得的占空比函数比较大小，确定功率开关的导通顺序。
[0006] 所述开关调制函数式如下：
[0007] 当V; 乂 > 0时，调制函数为(1)式： (1)
[0009]占空比函数为(2)式：
巧
[00"]当1; . Vx < 0时，调制函数为(3)式：
(3)
[0013]占空比函数为(4)式：
傅
[001引式中，Av':,、、心Av,、,.、、Av;。和Av:。、、曲Av:,分别为不同条件下 被合成的S相-五相矩阵变换器的四个线电压期望值，％、為、<,、vl和语分别S相-五 相矩阵变换器输出相电压期望值，且输出相电压绝对值从大到小的相依次用U、V、W、X和Y表 示，U，V，W，X，Ye{A，B，C，D，E};Avxy和Avxz分别为输入线电压中间值和最大值，Avxx为零 电压，vx、vy和Vz为输入相电压，且x、y和Z分别代表输入相电压绝对值最大、最小和中间的 相，x，y，ze{a，b，c};Tll、Tl2、Tlo、T2l、T22、T2o、T3l、T32、T3o、T4l、T42和T4o分别为控制输出线电 压込、曲4:、細郝心;、或Avl.、如Cv、Aw!(和AvIv与输入线电压A Vxy、A Vxz和A Vxx 相连的12个功率开关的导通时间；Ts为调制周期;k为常数，且^ = -l/l.5V:，Vim为输入相电 压幅值;山、(12、(1日、61、62、6日、。龙、时、邑1、邑2和邑日为相应的占空比，且有（5)式
货
[0017] 进一步所述一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方法，其特征在于，包括W下 步骤：
[0018] 1)根据双电压调制原理，将=相-五相矩阵变换器输入相电压和输出相电压进行 区间划分，根据输入相电压区间和输出相电压区间选择适当的用来合成输出线电压的输入 线电压和被合成的输出线电压，并确定原点开关；
[0019] 2)通过所述调制函数式及占空比函数合成=相-五相矩阵变换器输出线电压 Av:,,.、、Av；；。和 Ai;、的期望值；
[0020] 3)根据双电压调制原理，确定控制输出线电压A/。、,、和A/w-与输入 线电压A Vxy、A Vxz和A Vxx相连的12个功率开关的导通时间Tll、Ti2、Tio、T21、T22、T20、T31、T32、 T30、T"、T42和T40,并根据输入相电压和输出相电压所在区间选择各功率开关的驱动信号。
[0021] 本发明的一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方法的有益效果是：与现有调 制策略相比，解决了=相-五相矩阵变换器在输入不平衡工况下输出波形产生崎变的问题， 输出波形质量好，具有适用性强，应用效果佳等优点。
【附图说明】
[0022] 图1为=相-五相矩阵变换器基本拓扑结构图；
[0023] 图2为输入相电压六个区间划分示意图；
[0024] 图3为输出相电压二十个区间划分示意图；
[0025] 图4为本发明方法下输入电压在第1区间，输出电压在第I区间时，输出线电压合成 的示意图；
[0026] 图5为本发明方法下输入电压=相对称时，输入a相电压和滤波后的电流波形、输 出A相电压波形及输出五相电流波形图；
[0027] 图6为本发明方法下输入电压不平衡工况条件下，输入=相电压波形及输出五相 电流波形图；
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明方法进行详细说明：
[0029] 参照图1，图中，Ua、Ub、Uc和ia、ib、ic分别表示S相输入相电压和输入电流;UA、UB、 11(；、邮、加和14、16、：[(；、10、1￡分别表示五相输出电压和输出电流；5化0=4,8,0,0,6;4 =日,13, C)代表图中连接对应输入、输出相的双向功率开关。
[0030] 参照图2和图3,对本发明的一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方法作进一 步说明。
[0031] 本发明的一种=相-五相矩阵变换器的双电压调制方法，输出相电压绝对值从大 到小的相依次用U、V、W、X和Y表示，并且U，V，W，X，Ye{A，B，C，D，E};