直接矩阵变换器的零共模电压调制及输入无功控制方法技术

本发明专利技术提供一种直接矩阵变换器的零共模电压及输入无功控制方法，除了提出一种直接矩阵变换器零共模电压的空间矢量调制方法外，还在该调制策略基础上提供一种控制输入无功的控制方法。所提调制方法同时采用顺时针旋转矢量和逆时针旋转矢量，给出了各个矢量占空比的表达式，该调制方法能实现直接矩阵变换器的零共模电压，有效抑制共模电流，这有利于延长电机的使用寿命和减小对周围设备的电磁干扰。根据调制策略中占空比的自由度，提供一种简单实现输入无功的控制方法。此外，本发明专利技术的控制方法不需要复杂的扇区判断；具有较小的计算量，因此适合于实际应用。

Zero common mode voltage modulation and input reactive power control of direct matrix converter

【技术实现步骤摘要】
直接矩阵变换器的零共模电压调制及输入无功控制方法
本专利技术属于电力电子
，更具体地，涉及一种直接矩阵变换器的零共模电压调制及输入无功控制方法。
技术介绍
直接矩阵变换器是近十年来电力电子领域的研究热点，它具有很多优良的特性，能量可以双向流通、输入输出电流正弦、输入功率因数可控，且无需中间大容量的储能环节等。因而在电机驱动、风力发电等领域有着广泛的应用。然而，矩阵变换器在工作时，会在电机负载中性点产生高频、高du/dt的共模电压。该共模电压激励系统中杂散电感和耦合电容，产生较大的共模电流，对周围设备产生电磁干扰。同时还会导致电机轴承腐蚀损坏，影响电机的寿命。目前直接矩阵变换器共模电流一般是通过抑制共模电压实现。传统的方法一是通过两个有效矢量代替零矢量，避免零矢量的出现。二是采用具有零共模电压特性的顺时针旋转矢量或者逆时针旋转矢量进行合成。但是常规采用旋转矢量的调制方法需要进行扇区判断，且出现了计算复杂，输入功率因数不可控等问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题基于上述背景技术提及的缺陷，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接矩阵变换器的零共模电压调制及输入无功控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1：输入无功功率控制，根据计算输入无功功率Q和输入无功功率给定值Q

【技术特征摘要】
1.一种直接矩阵变换器的零共模电压调制及输入无功控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：输入无功功率控制，根据计算输入无功功率Q和输入无功功率给定值Q*的差值对输入无功功率进行比例积分控制，最后将比例积分控制器的输出经过限幅器后得到系数γ，所述限幅器的限幅值为[0,1]；
步骤2：零共模电压调制，采用六个旋转矢量r1-r6进行输入电流、输出电压的合成，根据空间矢量调制合成原理，对具有无限解问题的各个旋转矢量的占空比d1～d6的非齐次方程组进行求解，并将方程组通解表达式中的自由变元k替换为步骤1中的系数γ，得到占空比d1～d6的通解；
步骤3：根据步骤2的占空比d1～d6的通解，对旋转矢量r1-r6的时序进行分配，并产生该旋转矢量r1-r6所对应的开关动作脉冲；
步骤4：根据步骤3得到的开关脉冲的动作时序控制开关动作。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中的输入无功功率Q计算方式如下：
首先，对电网输入电压电流进行采集，通过采集直接矩阵变换器工作过程中三相电网的输入电压usbc,usca,usab和输入电流isa,isb,isc的数据，并对采集数据进行AD转换；随后计算矩阵变换器输入无功功率。根据瞬时功率理论，瞬时输入无功功率的表达式为：



对瞬时输入无功功率Qs进行低通滤波，得到计算的输入无功功率Q。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中最后得到的占空比d1～d6的通解表达式为：



其中，d1～d6分别为旋转矢量r1～r6的占空比，m为矩阵变换器的调制系数。γ为可变系数，ωt为矩阵变换器输入电压相角，ωot为矩阵变换器输出相角。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中还包括：根据系数γ、调制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙尧，谢诗铭，粟梅，林建亨，王辉，许国，刘永露，但汉兵，熊文静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43