CN107947602B - 一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法 - Google Patents

一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比，在调制周期内选取若干调转时段，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积，将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变；即在对间接矩阵变换器的调制过程中，在原本需要向逆变级引入零矢量的时段内，将整流级的所有开关断开来实现向逆变级引入零矢量，而逆变级在这些时段的起始时刻无需调整开关状态，从而在减小了共模电流的基础上减少了逆变级的开关的动作的次数，减小了系统的损耗。

Description

一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法。
背景技术
间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，例如能量可以双向流通、输入输出电流可为正弦、输入功率因数可控，且无需中间大容量的储能环节等。此外，间接矩阵变换器还克服了传统矩阵变换器换流控制复杂等不足，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。同时共模电流还会导致电机轴承腐蚀损坏，影响电机的寿命。
目前减小间接矩阵变换器共模电流一般是通过抑制共模电压来实现，一是灵活调整逆变级的开关状态来实现零矢量，以抑制共模电压，二是通过两个有效矢量来实现零矢量，以抑制共模电压，但是这两种方法会导致逆变级的开关动作次数过多，导致系统损耗增加。
发明内容
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法。
根据本发明的一个方面，提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比；在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积；将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变。
其中，确定逆变级的零矢量的第一占空比，包括：对于对整流级进行调制的第一有效电流矢量和第二有效电流矢量，确定第一有效电流矢量的第二占空比，确定第二有效电流矢量的第三占空比；对于对逆变级进行调制的第一有效电压矢量和第二有效电压矢量，确定第一有效电压矢量的第四占空比，确定第二有效电压矢量第五占空比；根据第二占空比、第三占空比、第四占空比和第五占空比，确定第一占空比。
其中，确定整流级的有效矢量的第二占空比和第三占空比，包括：基于电流空间矢量调制方法，确定第二占空比和第三占空比，第二占空比和第三占空比的表达式为：
上式中，mi为整流级的调制系数，取值范围为0～1，k为参考输入电流矢量所在的扇区，为第一有效电流矢量与参考输入电流矢量的夹角。
其中，确定逆变级的有效矢量的第四占空比和第五占空比，包括：基于电压空间矢量调制方法，确定第四占空比和第五占空比，第四占空比和第五占空比的表达式为：
上式中，mv为逆变级的调制系数，取值范围为0～1，n为参考输出电压矢量所在的扇区，θo为第一有效电压矢量与参考输出电压矢量的夹角。
其中，第一占空比的表达式为：
d0＝1-diαdvx-diαdvy-diβdvx-diβdvy；
上式中，diα为第二占空比，diβ为第三占空比，dvx为第四占空比，dvy为第五占空比。
其中，在调制周期内选取若干调转时段，包括：选取调制周期内第一个调制时序对应的时段作为第一调转时段，选取调制周期内整流级的任一开关状态发生第二次改变后的调制时序对应的时段作为第二调转时段,选取调制周期内最后一个调制时序对应的时段作为第三调转时段。
其中，第一调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一，第二调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的二分之一，第三调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一。
本发明的又一方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述的方法。
本发明的又一方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序使计算机执行上述的方法。
本发明提供的一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比，在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积，将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变；在对间接矩阵变换器的调制过程中，在原本需要向逆变级引入零矢量的时段内，将整流级的所有开关断开来实现向逆变级引入零矢量，以抑制共模电压来减小共模电流，而逆变级在这些时段内的开关状态可保持与这些时段的前一时序对应的时段的开关状态一致，即逆变级在这些时段的起始时刻无需调整开关状态，从而在减小了共模电流的基础上减少了逆变级的开关的动作的次数，减小了系统的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的间接矩阵变换器的空间矢量调制方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的间接矩阵变换器的拓扑结构图；
图3为根据本发明实施例的间接矩阵变换器的空间矢量调制方法的整流级和逆变级的调制示意图；
图4为根据本发明实施例的每一调制周期内整流级和逆变级的开关状态的调制时序图；
图5为根据本发明实施例的间接矩阵变换器与电机系统的等效共模电路图；
图6为传统的空间矢量调制方法的实验波形图；
图7为根据本发明实施例的间接矩阵变换器的空间矢量调制方法的实验波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一个实施例中，参考图1，提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：S11，确定逆变级的零矢量的第一占空比；S12，在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积；S13，将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变。
具体的，参考图2，图2为间接矩阵变换器的拓扑结构图，总体上分为整流级、逆变级；整流级电路包括输入滤波电感1(如图2中的Lf)、输入滤波电容2(如图2中的Cf)、6个双向开关3(如图2中的S1～S6)；逆变级为由6个IGBT的Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swn组成的三相桥式逆变器4；整流级的交流侧与三相输入电源5相接，整流级直流侧pn与逆变级的直流侧pn对接，逆变级的交流侧与三相电机负载6(如图2中的M)相接，实现对电机的驱动。
在对间接矩阵变换器的调制过程中，在整流级共有6个开关，可通过6个开关的开关状态控制有效电流矢量，以此实现对整流级的调制，整流级的开关与整流级的有效电流矢量之间的对应关系如表1所示，其中“1”表示导通，“0”表示断开。
在逆变级有6个IGBT，将三个桥臂的开关状态分别按照A、B、C相的顺序写成一个序列，则可用一组数代表整个逆变级的一种开关状态，根据开关状态的不同，逆变级共有8种工作状态，即8个空间矢量：(100)，(110)，(010)，(011)，(001)，(101)，(000)和(111)。其中只有前六种空间矢量是有效的，而后两种空间矢量输出零电压，称为零矢量。可通过6个IGBT的开关状态控制有效电压矢量，以此实现对逆变级的调制，逆变级的IGBT开关与逆变级的有效电流矢量之间的对应关系如表2所示，其中“1”表示导通，“0”表示断开。
表1整流级的开关与整流级的有效电流矢量之间的对应关系表
矢量 S<sub>1</sub> S<sub>2</sub> S<sub>3</sub> S<sub>4</sub> S<sub>5</sub> S<sub>6</sub>
I<sub>1</sub> 1 0 0 1 0 0
I<sub>2</sub> 1 0 0 0 0 1
I<sub>3</sub> 0 0 1 0 0 1
I<sub>4</sub> 0 1 1 0 0 0
I<sub>5</sub> 0 1 0 0 1 0
I<sub>6</sub> 0 0 0 1 1 0
表2逆变级的开关与逆变级的有效电压矢量之间的对应关系表
矢量 S<sub>up</sub> S<sub>vp</sub> S<sub>wp</sub> S<sub>un</sub> S<sub>vn</sub> S<sub>wn</sub>
V<sub>1</sub> 1 0 0 0 1 1
V<sub>2</sub> 1 1 0 0 0 1
V<sub>3</sub> 0 1 0 1 0 1
V<sub>4</sub> 0 1 1 1 0 0
V<sub>5</sub> 0 0 1 1 1 0
V<sub>6</sub> 1 0 1 0 1 0
通常需要以某种方式在逆变级引入零矢量，以抑制共模电压来减小共模电流，在逆变级引入零矢量的方式有多种，最常规的方式是采用逆变级的(000)和(111)工作状态，但是这种方式是通过调整逆变级的开关状态来实现的，导致逆变级的开关状态调整次数过多。本实施例中，首先确定逆变级的零矢量的占空比，然后在每一调制周期内选取若干时间段作为引入零矢量的时间段，因此这些时间段的时长总和要与引入的零矢量的时间长度一致，即零矢量的占空比与调制周期的乘积；在这些时间段内，将整流级的所有开关(即图2中的S1～S6)断开，使逆变级与三相输入电源处于完全断开连接状态，导致逆变级没有任何电压的输入，相当于逆变级在这些时间段内引入了零矢量，可实现抑制共模电压并减小共模电流；同时，由于逆变级与三相输入电源处于完全断开连接状态，逆变级在这些时段内的开关状态可保持与这些时段的前一时序对应时段的开关状态一致，即将这些时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在这些时段的开关状态的调制时刻，在这些时段的起始时刻，逆变级的开关状态无需调整，从而减少了逆变级开关状态的调整次数。
本实施例在对间接矩阵变换器的调制过程中，在原本需要向逆变级引入零矢量的时段内，将整流级的所有开关断开来实现向逆变级引入零矢量，以抑制共模电压来减小共模电流，而逆变级在这些时段内的开关状态可保持与这些时段的前一时序对应的时段的开关状态一致，即逆变级在这些时段的起始时刻无需调整开关状态，从而在减小了共模电流的基础上减少了逆变级的开关的动作的次数，减小了系统的损耗。
基于以上实施例，确定逆变级的零矢量的第一占空比，包括：对于对整流级进行调制的第一有效电流矢量和第二有效电流矢量，确定第一有效电流矢量的第二占空比，确定第二有效电流矢量的第三占空比；对于对逆变级进行调制的第一有效电压矢量和第二有效电压矢量，确定第一有效电压矢量的第四占空比，确定第二有效电压矢量第五占空比；根据第二占空比、第三占空比、第四占空比和第五占空比，确定第一占空比。
其中，确定整流级的有效矢量的第二占空比和第三占空比，包括：基于电流空间矢量调制方法，确定第二占空比和第三占空比，第二占空比和第三占空比的表达式为：
上式中，mi为整流级的调制系数，取值范围为0～1，k为参考输入电流矢量所在的扇区，为第一有效电流矢量与参考输入电流矢量的夹角。
其中，确定逆变级的有效矢量的第四占空比和第五占空比，包括：基于电压空间矢量调制方法，确定第四占空比和第五占空比，第四占空比和第五占空比的表达式为：
上式中，mv为逆变级的调制系数，取值范围为0～1，n为参考输出电压矢量所在的扇区，θo为第一有效电压矢量与参考输出电压矢量的夹角。
具体的，对于整流级调制，计算整流级有效矢量的占空比。
假设输入电压为：
其中，ωi为输入角频率，um为输入的相电压幅值，θA为A相电压的相角，θB为B相电压的相角，θC为C相电压的相角。
整流级的目的是产生三相平衡正弦输入电流，同时保证输入功率因数可控，本实施例取输入电压与输入电流同相位，则输入电流空间矢量角度为如图3(a)所示，整流级采用电流空间矢量调制策略，为了保证电压传输比范围最大，采用幅值较大且极性为正的两个线电压来合成中间直流电压，例如在第一扇区中输入电压满足usA＞0；usB＜0；usC＜0，幅值较大且极性为正的两个线电压为uAB,uAC，因此采用合成线电压uAB,uAC来合成中间直流电压。整流级通过使用两个相邻的有效矢量和若干零矢量来生成希望输入的电流矢量(即参考输入电流矢量)两个有效电流矢量的占空比diα,diβ分别表示为：
其中，mi为整流级的调制系数，取值范围为0～1；k表示参考输入电流矢量所在的扇区，为有效矢量与参考输入电流矢量的夹角。
对于逆变级调制，计算得到逆变级有效矢量的占空比。
假设希望的输出电压基波分量为：
其中，ωo为输出电压基波角频率，uo为输出基波相电压幅值，θu为u相电压的相角，θv为v相电压的相角，θw为w相电压的相角。
逆变级采用基于电压空间矢量调制策略。如图3(b)所示，通过使用两个相邻的有效电压矢量和若干零矢量来生成希望输出的电流矢量(即参考输出电压矢量)两个有效矢量的占空比dvx,dvy分别表示为：
其中，mv为逆变级的调制系数，取值范围为0～1，n为参考输出电压矢量所在的扇区，θo为有效矢量与参考输出电压矢量的夹角。
基于以上实施例，第一占空比的表达式为：
d0＝1-diαdvx-diαdvy-diβdvx-diβdvy；
上式中，diα为第二占空比，diβ为第三占空比，dvx为第四占空比，dvy为第五占空比。
基于以上实施例，在调制周期内选取若干调转时段，包括：选取调制周期内第一个调制时序对应的时段作为第一调转时段，选取调制周期内整流级的任一开关状态发生第二次改变后的调制时序对应的时段作为第二调转时段,选取调制周期内最后一个调制时序对应的时段作为第三调转时段。
其中，第一调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一，第二调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的二分之一，第三调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一。
具体的，基于整流级的开关状态调整次数最小的原则，在每一调制周期内选取若干调转时段；选取每一调制周期内第一个调制时序对应的时段作为第一调转时段，选取每一调制周期内最后一个调制时序对应的时段作为第三调转时段，这样，前一个调制周期内的第三调转时段与后一个调制周期内的第一调转时段合成一个调转时段，整流级的开关状态无需调整，有利于减少整流级的开关状态的调整次数；选取每一调制周期内整流级的任一开关状态发生第二次改变后的调制时序对应的时段作为第二调转时段，以尽量减少整流级的开关状态的调整次数。
其中，第一调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一，第二调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的二分之一，第三调转时段的时长为第一占空比与调制周期的乘积的四分之一。以整流级的参考输入电流矢量和逆变级的参考输出电压矢量都在各自的扇区I中为例，对应于上述调转时段的选择，每一调制周期内整流级和逆变级的开关状态的调制时序图如图4所示，其中，时段0～τ1，τ4～τ5，τ8～Ts为本实施例选择的调转时段，在这三个时段内整流级的开关S1～S6处于断开状态，即取值为“0”。对应于图4，在每个调试周期中开关动作切换时间的表达式为：
其中，Ts为调试周期，d0为逆变级的零矢量的占空比，d0＝1-diαdvx-diαdvy-diβdvx-diβdvy，diα,diβ分别为整流级的两个有效矢量的占空比，dvx,dvy分别为逆变级的两个有效矢量的占空比。
本实施例通过基于整流级的开关状态调整次数最小的原则，在每一调制周期内选取若干调转时段，有利于减少整流级的开关状态的调整次数，以减少系统的能量损耗。
基于上述实施例，图5展示了间接矩阵变换器与电机系统的等效共模电路。其中Lf为输入滤波电感，Cp为整流级的等效寄生电容(整流级的所有开关都断开时的电容)，Lm和Rm为定子绕组的共模阻抗，Cm为电机绕组与电压外壳之间的等效杂散电容，icom为共模电流，ucom为共模电压。
当间接矩阵变换器工作在任何有效矢量下时，图5中的开关S处于位置1；而在整流级的所有开关处于断开状态时，开关S处于位置2。在传统的调制方法中，则开关S将始终处于位置1。根据电路理论，在位置1，共模电流是零输入响应和零状态响应之和。在位置2时，共模阻抗远大于位置1，共模电流近似仅为零输入响应。因此，上述实施例采用的空间矢量调制方法与常规调制方法相比，共模电流会降低。
在上述实施例提出的调制方法中，整流级的调制系数mi和逆变级的调制系数mv取值范围均为0～1；因此，该策略在电压传输比从0～0.866整个区域均有效，能实现最大电压传输比。
同时注意到，在整流级的有效矢量动作前，整流级所有开关均处于断开状态，因此上述实施例中的调制策略不需要添加换流策略就能实现整流级的安全换流。
本实施例以间接矩阵变换器驱动电机的样机系统为例进行说明。样机的参数如表3。
为了验证上述实施例的空间矢量调制方法的有效性，在样机平台下进行实验。图6与图7分别为传统的空间矢量调制方法和上述实施例提出的空间矢量调制方法的实验波形，其中upn为直流母线pn的电压波形，ucom为共模电压波形，icom为共模电流波形，im为输出电流波形。
从实验结果可以看出，这两种方法的输出电流im是无畸变的正弦波。图6中共模电压ucom和共模电流icom的峰-峰值测量值分别为278V和61mA。然而，图7中相同变量的峰-峰值的测量值为160V和30mA。因此，上述实施例提出的空间矢量调制方法能够在不牺牲输出电流性能下，有效的减小共模电压以及共模电流，同时还能保证最大电压传输比。
表3间接矩阵变换器驱动电机的样机参数
作为本发明的又一个实施例，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比；在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积；将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变。
作为本发明的又一个实施例，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序使该计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比；在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积；将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，前述的计算机程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，其特征在于，包括：
确定逆变级的零矢量的第一占空比；
在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积；
其中，所述选取若干调转时段，包括：选取所述调制周期内第一个调制时序对应的时段作为第一调转时段，选取所述调制周期内整流级的任一开关状态发生第二次改变后的调制时序对应的时段作为第二调转时段，选取所述调制周期内最后一个调制时序对应的时段作为第三调转时段；
其中，所述第一调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的四分之一，所述第二调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的二分之一，所述第三调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的四分之一；
将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和所述逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将所述整流级的所有开关调整为断开，并保持所述逆变级的所有开关状态不变；
其中，所述确定逆变级的零矢量的第一占空比，包括：
对于对所述整流级进行调制的第一有效电流矢量和第二有效电流矢量，确定所述第一有效电流矢量的第二占空比，确定所述第二有效电流矢量的第三占空比；
对于对所述逆变级进行调制的第一有效电压矢量和第二有效电压矢量，确定所述第一有效电压矢量的第四占空比，确定所述第二有效电压矢量的第五占空比；
根据所述第二占空比、所述第三占空比、所述第四占空比和所述第五占空比，确定所述第一占空比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述整流级的第二占空比和第三占空比，包括：
基于电流空间矢量调制方法，确定所述第二占空比和所述第三占空比，所述第二占空比和所述第三占空比的表达式为：
其中，mi为整流级的调制系数，取值范围为0～1，k为参考输入电流矢量所在的扇区，为第一有效电流矢量与参考输入电流矢量的夹角；diα为第二占空比，diβ为第三占空比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述逆变级的第四占空比和第五占空比，包括：
基于电压空间矢量调制方法，确定所述第四占空比和所述第五占空比，所述第四占空比和所述第五占空比的表达式为：
其中，mv为逆变级的调制系数，取值范围为0～1，n为参考输出电压矢量所在的扇区，θo为第一有效电压矢量与参考输出电压矢量的夹角；dvx为第四占空比，dvy为第五占空比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一占空比的表达式为：
d0＝1-diαdvx-diαdvy-diβdvx-diβdvy；
其中，diα为第二占空比，diβ为第三占空比，dvx为第四占空比，dvy为第五占空比。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在调制周期内选取若干调转时段，包括：
选取所述调制周期内第一个调制时序对应的时段作为第一调转时段，选取所述调制周期内所述整流级的任一开关状态发生第二次改变后的调制时序对应的时段作为第二调转时段,选取所述调制周期内最后一个调制时序对应的时段作为第三调转时段。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的四分之一，所述第二调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的二分之一，所述第三调转时段的时长为所述第一占空比与所述调制周期的乘积的四分之一。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行如权利要求1至6任一所述的方法。
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CN103346668B (zh) * 2013-07-16 2015-06-24 大连理工大学 用于抑制间接矩阵变换器输出端高频电磁干扰的控制系统
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