一种九开关变换器的交错控制方法技术

本发明专利技术公开了一种九开关变换器的交错控制方法，所述九开关变换器包括上逆变器和下逆变器，其方法包括如下步骤：A、根据九开关变换器的预定输出电压矢量，从九开关变换器的若干电压空间矢量中选出合成所述输出电压矢量所需要的七个电压空间矢量作为控制矢量；B、计算获得选出的控制矢量的工作时间；C、确定所述控制矢量的工作顺序从而输出所述预定输出电压矢量；其中，上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作。在输出同样的正弦线电压情况下，所采用的电路模态数及功率开关管开关次数均有减少，从而有效地降低了九开关变换器的开关频率与损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及九开关变换器控制
，尤其涉及一种九开关变换器的交错控制方法。
技术介绍
图1所示的九开关变换器作为工业应用中不可或缺的电力电子设备，广泛应用于电力系统、高速列车、电动汽车、大型不间断电源(UPS)、新能源发电等领域。然而，随着九开关变换器功率的增大，以及功率开关管的开关频率的提高，使得功率开关管的开关损耗越来越大，已成为制约高功率密度逆变器发展的一个关键问题。在三相变换器控制方面，空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术与SPWM策略相比，具有输出电流波形的谐波分量小，且直流母线电压的利用率较高，更易于数字化控制。然而，由于九开关变换器结构上的复杂性，变换器虽然在结构上节省了开关管的使用，在控制上却因为上、下逆变器的耦合而变得复杂，使得传统SVPWM技术的应用受到了极大的限制。因此，目前主要是采用SPWM(全称为Sinusoidal Pulse Width Modulation，即正弦脉冲宽度调制)对九开关变换器进行控制。因此，现有技术还有待发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种九开关变换器的交错控制方法，旨在解决现有九开关变换器控制策略的开关频率较高，损耗较大的问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种九开关变换器的交错控制方法，所述九开关变换器包括上逆变器和
下逆变器，其中，包括如下步骤：A、根据九开关变换器的预定输出电压矢量，从九开关变换器的若干电压空间矢量中选出合成所述输出电压矢量所需要的七个电压空间矢量作为控制矢量；B、计算获得选出的控制矢量的工作时间；C、确定所述控制矢量的工作顺序从而输出所述预定输出电压矢量；其中，上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，在步骤C中，在满足上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作的前提下，选择使用开关频率最低的工作顺序。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述九开关变换器包括第一至第九九个开关管，构成上逆变器和下逆变器。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述七个控制矢量为第一至第七工作模态：其中，第一工作模态为第一、第五、第六、第七、第八和第九开关管导通，第二、第三和第四开关管截止；第二工作模态为第二、第四、第六、第七、第八和第九开关管导通，第一、第三和第五开关管截止；第三工作模态为第三、第四、第五、第七、第八和第九开关管导通，第一、第二和第六开关管截止；第四工作模态为第一、第二、第三、第四、第五和第九开关管导通，第六、第七和第八开关管截止；第五工作模态为第一、第二、第三、第五、第六和第七开关管导通，第四、第八和第九开关管截止；第六工作模态为第一、第二、第三、第四、第六和第八开关管导通，第五、第七和第九开关管截止；第七工作模态为第一、第二、第三、第七、第八和第九开关管导通，第四、第五和第六开关管截止。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述工作顺序依次为：第六工作模态，第二工作模态，第七工作模态，第四工作模态以及第三工作模态；或者第四工作模态，第三工作模态，第七工作模态，第五工作模态以及第一工作模态；或者第五工作模态，第一工作模态，第七工作模态，第六工作模态以及第二工作模态；或者第三工作模态，第四工作模态，第七工作模态，第二工作模态以及第六工作模态；或者第一工作模态，第五工作模态，第七工作模态，第三工作模态以及第四工作模态；或者第二工作模态，第六工作模态，第七工作模态，第三工作模态以及第五工作模态。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述七个控制矢量为第一至第七工作模态；其中，第一工作模态为第一、第二、第六、第七、第八和第九开关管导通，第三、第四和第五开关管截止；第二工作模态为第二、第三、第四、第七、第八和第九开关管导通，第一、第五和第六开关管截止；第三工作模态为第一、第三、第五、第七、第八和第九开关管导通，第二、第四和第六开关管截止；第四工作模态为第一、第二、第三、第四、第八和第九开关管导通，第五、第六和第七开关管截止；第五工作模态为第一、第二、第三、第五、第七和第九开关管导通，第
四、第六和第八开关管截止；第六工作模态为第一、第二、第三、第六、第七和第八开关管导通，第四、第五和第九开关管截止；第七工作模态为第四、第五、第六开关管导通，第一、第二、第三、第七、第八和第九开关管截止。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述工作顺序依次为：第三工作模态，第五工作模态，第七工作模态，第一工作模态以及第六工作模态；或者第一工作模态，第六工作模态，第七工作模态，第二工作模态以及第四工作模态；或者第二工作模态，第四工作模态，第七工作模态，第三工作模态以及第五工作模态；或者第六工作模态，第一工作模态，第七工作模态，第五工作模态以及第三工作模态；或者第四工作模态，第二工作模态，第七工作模态，第六工作模态以及第一工作模态；或者第五工作模态，第三工作模态，第七工作模态，第六工作模态以及第二工作模态。所述的九开关变换器的交错控制方法，其中，所述步骤A具体包括：根据所述预定的输出电压矢量的幅值和相角，确定预定的输出电压矢量所在的工作扇区；根据所述工作扇区，选出对应的电压空间矢量作为控制矢量。有益效果：本专利技术提供的九开关变换器的交错控制方法，采用九开关变换器中上逆变器和下逆变器交替运行的方式，使用开关频率最小的切换方式。将九开关变换器的14个电压空间矢量中的其中7个作为控制矢量，参与进行输出电压矢量控制。上述控制方式与传统SPWM、SVPWM控制策略相比，在输出同样的正弦线电压情况下，所采用的电路模态数及功率开关管开关次数均有减少，从而有效地降低了九开关变换器的开关频率与损耗。附图说明图1为九开关变换器的电路图。图2为本专利技术具体实施例的九开关变换器的交错控制方法的方法流程图。图3为传统SVPWM的控制方式示意图。图4为本专利技术具体实施例的交错控制方法的控制方式示意图。图5为本专利技术具体实施例的交错控制方法的输出电压波形图。图6为本专利技术具体实施例的控制矢量的组合1的示意图。图7为本专利技术具体实施例的控制矢量的组合2的示意图。图8为本专利技术具体实施例的九开关变换器的电压空间矢量图。具体实施方式本专利技术提供一种九开关变换器的交错控制方法。为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，为九开关变换器的电路图。其包括9个开关管，分别形成上逆变器和下逆变器，开关管全部可能的工作组合有14个(即有14个工作模态)。如图2所示，为本专利技术具体实施例的九开关变换器的交错控制方法。所述方法包括如下步骤：S100、根据九开关变换器的预定输出电压矢量，从九开关变换器的若干电压空间矢量中选出合成所述输出电压矢量所需要的七个电压空间矢量作为控制矢量。其中，如图8所示，为所述九开关变换器的电压空间矢量图。具体的，可以选择使用如下两种不同的控制矢量组合，当然，也可以选择使用其他合适的控制矢量组合。其中，图1中S1-S9分别与下述第一至第九开关管对应。组合1为：第一、第五、第六、第七、第八和第九开关管导通，第二、第三和第四开关管截止的工作模态Ua10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种九开关变换器的交错控制方法，所述九开关变换器包括上逆变器和下逆变器，其特征在于，包括如下步骤：A、根据九开关变换器的预定输出电压矢量，从九开关变换器的若干电压空间矢量中选出合成所述输出电压矢量所需要的七个电压空间矢量作为控制矢量；B、计算获得选出的控制矢量的工作时间；C、确定所述控制矢量的工作顺序从而输出所述预定输出电压矢量；其中，上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作。

【技术特征摘要】
1.一种九开关变换器的交错控制方法，所述九开关变换器包括上逆变器和下逆变器，其特征在于，包括如下步骤：A、根据九开关变换器的预定输出电压矢量，从九开关变换器的若干电压空间矢量中选出合成所述输出电压矢量所需要的七个电压空间矢量作为控制矢量；B、计算获得选出的控制矢量的工作时间；C、确定所述控制矢量的工作顺序从而输出所述预定输出电压矢量；其中，上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作。2.根据权利要求1所述的九开关变换器的交错控制方法，其特征在于，在步骤C中，在满足上逆变器与下逆变器的控制矢量交替工作的前提下，选择使用开关频率最低的工作顺序。3.根据权利要求1所述的九开关变换器的交错控制方法，其特征在于，所述九开关变换器包括第一至第九九个开关管，构成上逆变器和下逆变器。4.根据权利要求3所述的九开关变换器的交错控制方法，其特征在于，所述七个控制矢量为第一至第七工作模态：其中，第一工作模态为第一、第五、第六、第七、第八和第九开关管导通，第二、第三和第四开关管截止；第二工作模态为第二、第四、第六、第七、第八和第九开关管导通，第一、第三和第五开关管截止；第三工作模态为第三、第四、第五、第七、第八和第九开关管导通，第一、第二和第六开关管截止；第四工作模态为第一、第二、第三、第四、第五和第九开关管导通，第六、第七和第八开关管截止；第五工作模态为第一、第二、第三、第五、第六和第七开关管导通，第四、第八和第九开关管截止；第六工作模态为第一、第二、第三、第四、第六和第八开关管导通，第五、第七和第九开关管截止；第七工作模态为第一、第二、第三、第七、第八和第九开关管导通，第四、第五和第六开关管截止。5.根据权利要求4所述的九开关变换器的交错控制方法，其特征在于，所述工作顺序依次为：第六工作模态，第二工作模态，第七工作模态，第四工作模态以及第三工作模态；或者第四工作模态，第三工作模态，第七工作模态，第五工作模态以及第一工作模态；或者第五工作模态，第一工作模态，第七工作模态，第六工作模态以及第二工作模态；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湘峰，屈莉莉，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44