一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法技术

本发明专利技术公开了一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，属于电力电子功率变换器调制控制技术领域；该调制方法是针对电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、双向开关组和三相负载的电压型半桥式直接矩阵变换器所提出；所述混合调制方法是通过电压型SVM调制方法获得6路电压型SVM调制信号，然后将其用作两种用途：一种用于矩阵变换器的调制控制，另一种用于结耦逻辑信号V

【技术实现步骤摘要】
一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子功率变换器调制控制
，尤其是一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法。

技术介绍

[0002]变换器是一种把某一幅值、频率交流电能转换成不同幅值、不同频率电能的拓扑装置。矩阵式变换器被称为“万能变换器”，理论上可直接实现输入输出相数相同或不同。其中输入三相电压输出三相电压的矩阵式变换器较为常用，电压型半桥式直接矩阵变换器所用拓扑也被称为三相
‑
三相矩阵式变换器，可直接实现某一幅值频率的三相输入到另一幅值频率三相输出的功能，理论上可以输出任意电压形式的波形。
[0003]但是AC
‑
AC矩阵式变换器开关数目多，且双向开关管采用背靠背连接的方式，因此大多数调制策略实现困难且换流策略复杂，导致输入三相电压输出三相电压的变换形式不易实现。

技术实现思路

[0004]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，使得矩阵变换器解耦等效成两组共桥臂的普通整流器进行工作，控制更加简单灵活，实现输入三相电压到输出三相电压的变换形式，减小矩阵变换器控制难度，提高对负载的适应能力，便于能量双向流动。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，该调制方法是针对电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、双向开关组和三相负载的电压型半桥式直接矩阵变换器所提出的，其特征在于：通过电压型SVM调制方法获得6路电压型SVM调制信号，然后将其用作两种用途：一种用于矩阵变换器的调制控制，另一种用于结耦逻辑信号V
p
、V
n
生成，最后将这两种分别由电压型SVM产生的信号通过电压型结耦逻辑运算，生成各开关管驱动信号。
[0006]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述电压型半桥式直接矩阵变换器的电路拓扑具体为：所述输入电源采用三相电源，负载采用星型三相负载的连接形式，输入滤波器为三相L型结构，双向开关组为矩阵式开关组，矩阵式开关组由9对双向开关管组成；输入电源为三相电网电压e
a
、e
b
、e
c
，三相电网电压e
a
、e
b
、e
c
采用星型连接形式；输入滤波器由L
a
、L
b
和L
c
构成；三相电网电压e
a
、e
b
、e
c
分别和L
a
、L
b
和L
c
的一端连接；矩阵式开关组由背靠背连接的S
pahA
和S
nalA
、背靠背连接的S
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和S
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、背靠背连接的S
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和S
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；背靠背连接的S
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和S
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、背靠背连接的S
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和S
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、背靠背连接的S
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和S
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；背靠背连接的S
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、背靠背连接的S
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和S
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、背靠背连接的S
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和S
nclC
这9对双向开关管构成；电感L
a
的输出端与开关管S
nalA
、S
nalB
和S
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的漏极连接；电感L
b
的输出端与开关管
S
nblA
、S
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和S
nblC
的漏极连接，电感L
c
的输出端与开关管S
nclA
、S
nclB
和S
nclC
的漏极相连接；三相负载电阻包括R1、R2和R3，R1、R2和R3采用星型连接形式；开关管S
pahA
、S
pbhA
和S
pchA
的漏极相连接并与负载R1一端连接，开关管S
pahB
、S
pbhB
和S
pchB
的漏极相连接并与负载R2一端相连接，开关管S
pahC
、S
pbhC
和S
pchC
的漏极相连接并与负载R3一端相连接，负载R1、R2和R3的另一端相互连接。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述调制方法具体包括以下步骤：步骤1，通过SVM调制方法获得的SVM1～SVM6的6路电压型SVM调制信号；步骤2，将获得的6路电压型SVM调制信号，用作两种用途：一种用于矩阵变换器的调制控制；另一种用于3对极性选择信号H、L的生成；步骤3，将基础调制信号SVM1～SVM6和极性选择信号H、L进行组合逻辑运算，最终获得18个单向开关管的驱动信号。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤1中，参考输入三相电压相邻的两个自然换相点将输入三相电压空间划分为6个S型电压区域；在两相静止坐标系中，通过8个空间基本电压矢量将电压空间划分为6扇区；将每个扇区中的电压矢量由该扇区两个基本有效矢量和零矢量合成；6扇区电压型SVM调制通过扇区划分、扇区判断、矢量作用时间计算、矢量合成顺序选择最终得到6路SVM信号，取其中驱动每一相桥臂上桥臂的3路SVM信号，记为SVM
+
，每一相下桥臂的3路SVM信号，记为SVM
‑
。
[0009]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤2中，将6路电压型SVM调制信号用于3对极性选择信号H、L的生成，电压型SVM调制所得6路SVM驱动信号由三相相差120
°
的鞍形调制波与锯齿载波作比较生成的3对互补驱动信号，当鞍形调制波大于锯齿载波时，正极性选择信号H为逻辑“1”，负极性选择信号L为逻辑“0”；当鞍形调制波小于锯齿载波时，正极性选择信号H为逻辑“0”，负极性选择信号为逻辑“1”；得到彼此有120
°
相位差的3对极性选择信号H、L。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：将在步骤2中得到彼此有120
°
相位差的3对极性选择信号H、L与步骤1中得到6路SVM调制信号组合逻辑运算，SVM
+
分别和三个正极性选择信号H进行“或”组合逻辑运算得到9路驱动信号，包括S
pahA
、S
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、S
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、S
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、S
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、S
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、S
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、S
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、S
pchC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，该调制方法是针对电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、双向开关组和三相负载的电压型半桥式直接矩阵变换器所提出的，其特征在于：通过电压型SVM调制方法获得6路电压型SVM调制信号，然后将其用作两种用途：一种用于矩阵变换器的调制控制，另一种用于结耦逻辑信号V
p
、V
n
生成，最后将这两种分别由电压型SVM产生的信号通过电压型结耦逻辑运算，生成各开关管驱动信号。2.根据权利要求1所述的一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，其特征在于：所述电压型半桥式直接矩阵变换器的电路拓扑具体为：所述输入电源采用三相电源，负载采用星型三相负载的连接形式，输入滤波器为三相L型结构，双向开关组为矩阵式开关组，矩阵式开关组由9对双向开关管组成；输入电源为三相电网电压e
a
、e
b
、e
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，三相电网电压e
a
、e
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采用星型连接形式；输入滤波器由L
a
、L
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和L
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构成；三相电网电压e
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分别和L
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、L
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的一端连接；矩阵式开关组由背靠背连接的S
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、背靠背连接的S
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这9对双向开关管构成；电感L
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的输出端与开关管S
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的漏极连接；电感L
b
的输出端与开关管S
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、S
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的漏极连接，电感L
c
的输出端与开关管S
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的漏极相连接；三相负载电阻包括R1、R2和R3，R1、R2和R3采用星型连接形式；开关管S
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的漏极相连接并与负载R1一端连接，开关管S
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的漏极相连接并与负载R2一端相连接，开关管S
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、S
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和S
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的漏极相连接并与负载R3一端相连接，负载R1、R2和R3的另一端相互连接。3.根据权利要求1所述的一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，其特征在于：所述调制方法具体包括以下步骤：步骤1，通过SVM调制方法获得的SVM1～SVM6的6路电压型SVM调制信号；步骤2，将获得的6路电压型SVM调制信号，用作两种用途：一种用于矩阵变换器的调制控制；另一种用于3对极性选择信号H、L的生成；步骤3，将基础调制信号SVM1～SVM6和极性选择信号H、L进行组合逻辑运算，最终获得18个单向开关管的驱动信号。4.根据权利要求3所述的一种电压型SVM型解结耦空间矢量混合调制方法，其特征在于：步骤1中，参考输入三相电压相邻的两个自然换相点将输入三相电压空间划分为6个S型电压区域；在两相静...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫朝阳，奚子伟，姜汉朝，赵丁选，张祝新，李延，付天然，杨丽君，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：