一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法技术

本发明专利技术提出的一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法，利用双级矩阵变换器输入侧与输出侧之间没有中间环节并直接相连的电气关系，通过虚拟一条支路，将输入侧的谐波加入到输出侧的参考电流中，再间接反馈到输入侧，实现闭合回路，最终实现滤波器谐振抑制。通过实验验证，对比附图3和图4，本发明专利技术提出的方法能够大大改善电源电流i

【技术实现步骤摘要】
一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法


[0001]本专利技术属于双级矩阵变换器控制领域，涉及一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法。

技术介绍

[0002]双级矩阵变换器是一种无中间储能环节的全硅型交
‑
交变换器。它由完全可控双向开关矩阵阵列组成,可实现任意相交流输入到任意相交流输出变换。相比于背靠背式双PWM变换器,矩阵变换器的最大优势在于无需储能环节,这一特性可使其功率密度更高,适应温度范围更宽,动态响应更快。因此,矩阵变换器在变频调速、可再生能源发电和电能质量控制等领域具有广阔的应用前景。
[0003]在双级矩阵变换器系统电路中，通常会在输入端连接一个输入滤波器来抑制开关切换带来的过电压和电流谐波。然而输入滤波器存在谐振隐患，在某些情况下网侧电源和输入电流的五次和七次谐波可以激发滤波器的串行谐振和并行谐振，严重降低双级矩阵变换器系统的电能质量，破坏系统稳定性。因此，需要对滤波器谐振进行抑制。
[0004]现有的滤波器谐振抑制方法大都存在效率低、过于复杂、计算量大等缺点，此外，一般适用的条件也较为苛刻，比如要求输入电流能够独立控制、具备输入电流参考和调制指数受限等，并不适用于双级矩阵变换器系统。因此，专利技术一种简单、高效、可靠的双级矩阵变换器滤波器谐振抑制方法显得十分重要。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法。
[0007]技术方案
[0008]一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法，其特征在于步骤如下：
[0009]步骤1：在双级矩阵变换器输入侧与输出侧直接相连电路上，每相虚拟一条支路，将输入侧的谐波加载到输出侧；
[0010]步骤2：将输入电压V
i
输入到锁相环，得到输入电压的相位θ
i
；
[0011]步骤3：以输入电压V
i
和从锁相环得到的相位θ
i
输入到abc/dq坐标变换模块，进行abc/dq坐标变换，得到dq坐标系下的输入电压V
idq
；
[0012]步骤4：将dq坐标系下的输入电压V
idq
输入到数字直流阻断器，得到输入电压谐波成分其中数字直流阻断器的传递函数为：
[0013][0014]步骤5：将通过虚拟阻尼R
d
得到谐波电流
[0015]步骤6：将谐波电流加到参考输出电流得到更新的参考输出电流
[0016]步骤7：将更新的参考输出电流进行dq/abc坐标变换，得到新的三相参考输出电流
[0017]步骤8：将新的三相参考输出电流作为新的参考值输入到双级矩阵变换器预测控制中，实现对滤波器谐振的间接抑制。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术提出的一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法，利用双级矩阵变换器输入侧与输出侧之间没有中间环节并直接相连的电气关系，通过虚拟一条支路，将输入侧的谐波加入到输出侧的参考电流中，再间接反馈到输入侧，实现闭合回路，最终实现滤波器谐振抑制。通过实验验证，对比附图3和图4，本专利技术提出的方法能够大大改善电源电流i
s
波形，具有算法简单、易于实施、不改变原有双级矩阵变换器系统电路结构和稳定性的优点。
附图说明
[0020]图1：本专利技术双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法流程图
[0021]图2：双级矩阵变换器的系统框图
[0022]图3：双级矩阵变换器系统电源电流i
sA
、电源电压V
sA
、输出电流i
oa
(未采用本专利技术提出的间接滤波器谐振抑制方法)
[0023]图4：双级矩阵变换器系统电源电流i
sA
、电源电压V
sA
、输出电流i
oa
(采用了本专利技术提出的间接滤波器谐振抑制方法)
具体实施方式
[0024]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0025]参照附图2，双级矩阵变换器系统由电源、滤波器、整流级、逆变级、负载、本专利技术提出的间接滤波器谐振抑制方法等构成。
[0026]参照附图1，本专利技术提出的间接滤波器谐振抑制方法包含以下步骤：
[0027]步骤1：在双级矩阵变换器输入侧与输出侧直接相连电路上，每相虚拟一条支路，将输入侧的谐波加载到输出侧；
[0028]步骤2：将输入电压V
i
输入到锁相环，得到相位θ
i
；
[0029]定义参考输入电压Viref,误差ek，ek1，中间变量yk，yk1，相位Thetak，Thetak_1，角频率wk，wk_1采样时间Ts,dsp程序代码示例如下：
[0030][0031][0032]步骤3：将输入电压V
i
和从锁相环得到的相位θ
i
输入abc/dq坐标变换模块，进行abc/dq坐标变换，得到dq坐标系下的输入电压V
idq
；
[0033]定义viA，viB，viC为三相输入电压V
i
，Vid，Viq为输入电压V
i
在dq坐标下分量，Vialfa，Vibeta为输入电压V
i
在αβ坐标下分量，dsp程序代码示例如下：
[0034][0035]步骤4：将dq坐标系下的输入电压输入到数字直流阻断器，得到输入电压谐波成分
[0036]定义输入电压谐波成分变量为Vdfk1，Vqfk1,中间变量Vdfk，Vqfk，Vdk1，Vqk1，dsp程序代码示例如下：
[0037][0038][0039]步骤5:将通过虚拟阻尼R
d
得到谐波电流
[0040]定义谐波电流变量idk1，iqk1。
[0041]idk1＝Vdk1/Rd；
[0042]iqk1＝Vqk1/Rd；
[0043]步骤6:将谐波电流加到参考输出电流得到更新的参考输出电流
[0044]定义参考输出电流变量Iodref,Ioqref,更新的参考输出电流变量Iodref1,Ioqref1。
[0045]Iodref1＝Iodref+idk1；
[0046]Ioqref1＝Ioqref+iqk1；
[0047]步骤7:将更新的参考输出电流进行dq/abc坐标变换，得到新的三相参考输出电流
[0048]定义新的三相参考输出电流为Ioaref,Iobref，Iocref。
[0049]Ioaref＝Iodref1*sin(Thetak)；
[0050]Ioaref＝Ioaref
‑
Ioqref1*cos(Thetak)；
[0051]Iobref＝Iodref1*sin(fref*Thetak
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双级矩阵变换器的间接滤波器谐振抑制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在双级矩阵变换器输入侧与输出侧直接相连电路上，每相虚拟一条支路，将输入侧的谐波加载到输出侧；步骤2：将输入电压V
i
输入到锁相环，得到输入电压的相位θ
i
；步骤3：以输入电压V
i
和从锁相环得到的相位θ
i
输入到abc/dq坐标变换模块，进行abc/dq坐标变换，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄正飞，徐德民，张克涵，崔荣鑫，严卫生，刘明雍，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：